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オルガネラ様共生体に輸送される宿主動物由来タンパク質の機能解析

Publicly Offered Research

Project Area"Matryoshka"-type evolution of eukaryotes
Project/Area Number 24117510
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionToyohashi University of Technology

Principal Investigator

中鉢 淳  豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 准教授 (40332267)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
Fiscal Year 2013: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2012: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Keywordsアブラムシ / 菌細胞 / ブフネラ / オルガネラ化 / 化合物アレイ / 阻害剤 / 機能未知タンパク質 / 機能解析 / ケミカルバイオロジー
Research Abstract

農業害虫として名高いアブラムシは、体腔内に「菌細胞(bacteriocyte)」と呼ばれる特殊な細胞群を持ち、この細胞質中に、2億年にわたり受継いで来たオルガネラ様共生細菌「ブフネラ(Buchnera aphidicola, Gammaproteobacteria)」を多数収納している。アブラムシとブフネラは、単独では生存できない絶対的相利共生関係にあり、多細胞生物内における細菌の「オルガネラ化」を理解するための絶好のモデルである。また、同様の共生系は、アブラムシやそれに近縁な害虫グループの生存に必須である一方、周辺環境中の他の生物には存在しないため、環境負荷の低い新規防除法開発の標的としても有望である。本研究計画では、アブラムシが細菌から水平転移により獲得した遺伝子の産物や、ブフネラの分裂面にリング状の構造を形成するアブラムシ由来タンパク質など、菌細胞内共生系において枢要な役割を果たしていると目される機能未知タンパク質に対する選択的阻害剤を探索し、これらを用いて各タンパク質の機能解析を試みた。平成25年度は、前年度に引続き、化合物アレイ法により得られた複数の阻害剤候補化合物のアブラムシ生体への投与実験を進め、このうち1種類の化合物について、アブラムシ-ブフネラ間共生系を撹乱する、きわめて興味深い効果を見出した。これは、標的タンパク質の具体的機能を示唆するものであり、防除剤開発の基盤データとしても重要である。また、本年度はアブラムシゲノム上の細菌由来水平転移遺伝子から菌細胞特異的にタンパク質が合成され、ブフネラ細胞へ輸送されているとの知見を投稿論文にまとめた。これは、当該遺伝子が、オルガネラ祖先由来の核ゲノム遺伝子群と同等の地位を得ていることを示すもので、生物学に大きなインパクトを与える、きわめて重要な発見である。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Aphid gene of bacterial origin encodes a protein transported to an obligate endosymbiont2014

    • Author(s)
      Nakabachi A, Ishida K, Hongoh Y, Ohkuma M, Miyagishima SY
    • Journal Title

      Current Biology

      Volume: -

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Parallel histories of horizontal gene transfer facilitated extreme reduction of endosymbiont genomes in sap-feeding insects2014

    • Author(s)
      Sloan DB, Nakabachi A, Richards S, Qu J, Murali SC, Gibbs RA, Moran NA
    • Journal Title

      Molecular Biology and Evolution

      Volume: 31(4) Issue: 4 Pages: 857-71

    • DOI

      10.1093/molbev/msu004

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Horizontal gene acquisition of Liberibacter plant pathogens from a bacteriome-confined endosymbiont of their psyllid vector2013

    • Author(s)
      Nakabachi A, Nikoh N, Oshima K, Inoue H, Ohkuma M, Hongoh Y, Miyagishima SY, Hattori M, Fukatsu T
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 8(12) Issue: 12 Pages: 1-5

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0082612

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Defensive bacteriome symbiont with a drastically reduced genome2013

    • Author(s)
      Nakabachi, A., Ueoka, R., Oshima, K., Teta, R., Mangoni, A., Gurgui, M., Oldham, N.J., van Echten-Deckert, G., Okamura, K., Yamamoto, K., Inoue, H., Ohkuma, M., Hongoh, Y., Miyagishima, S.Y., Hattori, M., Piel, J., Fukatsu, T.
    • Journal Title

      Curr. Biol.

      Volume: 23 Issue: 15 Pages: 1478-1484

    • DOI

      10.1016/j.cub.2013.06.027

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] カンキツグリーニング病原体は、媒介昆虫共生細菌から機能遺伝子を獲得した2014

    • Author(s)
      中鉢淳、二河成男、大島健志朗、井上広光、大熊盛也、本郷裕 一、宮城島進也、服部正平、深津武馬
    • Organizer
      第58回 日本応用動物昆虫学会大会
    • Place of Presentation
      高知県高知市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 昆虫ゲノム上の細菌由来水平転移遺伝子群2014

    • Author(s)
      中鉢淳
    • Organizer
      第87回 日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      東京都江戸川区
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] オルガネラ様共生細菌カルソネラから宿主昆虫への機能遺伝子水平転移2014

    • Author(s)
      中鉢淳, Sloan DB, Richards S, Qu J, Murali SC, Gibbs RA, Moran NA
    • Organizer
      第8回 日本ゲノム微生物学会年会
    • Place of Presentation
      東京都世田谷区
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 昆虫の細胞内に棲むオルガネラ様共生細菌たち2013

    • Author(s)
      中鉢淳
    • Organizer
      第44回 中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • Place of Presentation
      静岡県浜松市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Novel toxin isolated from a pest insect kills cancer cells2013

    • Author(s)
      Nakabachi A
    • Organizer
      The Irago Conference 2013
    • Place of Presentation
      愛知県田原市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ミカンキジラミの栄養共生と防衛共生2013

    • Author(s)
      中鉢淳、上岡麗子、大島健志朗、Teta R、Mangoni A、Gurgui M、Oldham NJ、van Echten-Deckert G、岡村恵子、山本昂平、井上広光、大熊盛也、本郷裕一、宮城島進也、服部正平、Piel J、深津武馬
    • Organizer
      第84回 日本動物学会大会
    • Place of Presentation
      岡山県岡山市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] オルガネラ様防衛共生体の発見2013

    • Author(s)
      中鉢淳、上岡麗子、大島健志朗、Teta R、Mangoni A、Gurgui M、Oldham NJ、van Echten-Deckert G、井上広光、大熊盛也、本郷裕一、宮城島進也、服部正平、Piel J、深津武馬
    • Organizer
      第15回 日本進化学会大会
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] アブラムシによるオルガネラ様共生細菌の獲得2012

    • Author(s)
      中鉢 淳
    • Organizer
      第45回日本原生動物学会大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      兵庫県立大学書写キャンパス(兵庫県姫路市)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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