Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
ヒトを含む真核生物は、その共通祖先の細胞にアルファプロテオバクテリアの１種が共生し、ミトコンドリアに進化したと信じられている。しかし、その初期共生過程については想像の域を出ない。仮説の一つは、細胞内共生の前段階として原核生物間付着共生があった、とするものである。本課題では、代表者らが発見した現生のアルファプロテオバクテリアと異種細菌の付着共生系を題材として、その実態を先端的ゲノム解析手法を駆使して解明する。
本研究課題の目的は、異種細菌間での種特異的な付着型相利共生系の実態を、ゲノム情報等を基に解明し、細菌間付着共生がゲノム進化へ与える影響を検証することである。特に、真核細胞の起源である「原核生物間での細胞内共生」の初期段階としての特異的付着共生の可能性を考察する。細菌間の種特異的な付着共生は極めて稀な現象だが、シロアリ腸内原生生物細胞表面において、未培養細菌系統群とスピロヘータあるいは硫酸還元菌との付着・近接共生系が観察されている。こうした共生細菌群は未培養だが、本研究では1細胞ゲノム解析等の分子生態学的手法を駆使することで、これら共生細菌の機能を予測し、細菌間相互作用の解明を試みる。2021年（2022年度繰越分含む）は、前年度に解析していた硫酸還元菌と近接共生する未培養アルファプロテオバクテリアのゲノムについてさらに考察を深めたものの、両者が近接共生する要因は未解明である。機能未知遺伝子が何らかの役割を担っている可能性もある。スピロヘータと密着共生するアルファプロテオバクテリアについては、その系統的多様性、局在、共生頻度のデータを十分量取得した。ただし、共生頻度と細菌密度の低さによって、電子顕微鏡での観察は果たせていない。同じ理由によって、残念ながらゲノム配列も未取得である。一方で、アルファプロテオバクテリアの同系統群の一種が、スピロヘータではなく、バクテロイデス門に属する原生生物細胞表面共生細菌に付着共生することを新規に発見した。しかもその共生頻度と共生密度は著しく高く、電子顕微鏡観察・ゲノム配列取得のいずれも可能と思われた。残念ながら、同細菌種を発見したシロアリコロニーは既に死滅しており、同種シロアリ他コロニーからは見出せていない。この細菌種が感染するコロニーの入手が研究成功の鍵を握るため、引き続きシロアリコロニー収集を続けている。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2022 2021 2020
All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results, Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)
The ISME Journal
Volume: 14 Issue: 9 Pages: 2288-2301
10.1038/s41396-020-0688-1
