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キゴキブリ集団間における細胞内共生系とセルロース消化共生系との代謝競合

Publicly Offered Research

Project Area"Matryoshka"-type evolution of eukaryotes
Project/Area Number 26117722
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 InstitutionUniversity of the Ryukyus

Principal Investigator

徳田 岳  琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 教授 (90322750)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2014: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywordsキゴキブリ / 比較ゲノム / 共生 / 細胞内共生系 / 腸内共生系 / ブラタバクテリウム
Outline of Annual Research Achievements

昨年度の研究の結果、米国東部ノースカロライナ州に分布するキゴキブリ(Cryptocercus punctulatus)の細胞内共生細菌において、システイン合成酵素遺伝子の有無に顕著な違いが認められた。今年度はその地理的要因を考慮するため、本種をノースカロライナ州周辺各州でもサンプリングし、比較ゲノム解析を行った。また、系統的に広範な種でゲノム進化を検討するために、カリフォルニア州北部でC. clevelandiをサンプリングし、韓国においてC. kyebangensisをサンプリングした。これらの比較ゲノムの結果、システイン合成関連酵素の欠落はキゴキブリの系統関係と密接に関連するものの、C. punctulatusにおいて2度独立に失われたと考えられた。さらに、キゴキブリとムカシシロアリの共通祖先の細胞内細菌で失われたと考えられていたアミノ酸生合成遺伝子の多くが韓国産キゴキブリの細胞内共生細菌には残っており、米国西部のキゴキブリの細胞内共生細菌においてもC. punctulatusよりわずかに多く残っていた。この結果、これらの遺伝子が共通祖先からではなく、キゴキブリの進化の途上で細胞内共生細菌から徐々に失われ、平行進化の結果として一部のキゴキブリとムカシシロアリの細胞内共生細菌において失われることになったと考えられた。これらに加えて、腸内微生物の関与を検討するために、オオゴキブリ(Panesthia angustipennis)と韓国産キゴキブリ、および米国東部のキゴキブリにおいて後腸内に遊離するアミノ酸量をHPLCによって測定したところ、オオゴキブリ及び韓国産キゴキブリに対して、米国東部産キゴキブリの後腸では顕著にアミノ酸量が増加していた。このことは、腸内共生系と細胞内共生系の間においてアミノ酸生産をめぐる代謝競合か存在する可能性を示唆していると考えられた。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ノースカロライナ州立大学(米国)

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  • [Int'l Joint Research] 江原大学校(韓国)

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    • Author(s)
      Kinjo, Y., Saitoh, S. & Tokuda, G.
    • Journal Title

      Microbes and Environments

      Volume: 30 Issue: 3 Pages: 208-220

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME14153

    • NAID

      130005099210

    • ISSN
      1342-6311, 1347-4405
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] シロアリによるセルロース代謝2015

    • Author(s)
      徳田 岳
    • Journal Title

      しろあり

      Volume: 163 Pages: 1-6

    • NAID

      40020335814

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Metabolomic profiling of 13C-cellulose digestion in a lower termite: insights into symbiont function2014

    • Author(s)
      Tokuda, T., Tsuboi, Y., Kihara, K. Saito, S. Moriya, S. Lo, N. and Kikuchi, J
    • Journal Title

      Proc. Royal Soc. B

      Volume: 281 Issue: 1789 Pages: 20140990-20140990

    • DOI

      10.1098/rspb.2014.0990

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      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] キゴキブリ細胞内共生細菌Blattabacteriumにおける遺伝子欠落機序と腸内代謝系の変化2016

    • Author(s)
      金城幸宏・本郷裕一・大熊盛也・徳田 岳
    • Organizer
      第60回日本応用動物昆虫学会大会
    • Place of Presentation
      大阪府堺市(大阪府立大学)
    • Year and Date
      2016-03-26
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  • [Presentation] 共生における非適応形質の進化:細胞内共生細菌ゲノムにおける不正確な遺伝子発現の適応的意義2016

    • Author(s)
      金城幸宏・本郷裕一・徳田 岳・大熊盛也
    • Organizer
      第10回日本ゲノム微生物学会年会
    • Place of Presentation
      東京都目黒区(東京工業大学)
    • Year and Date
      2016-03-04
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  • [Presentation] Why are homopolymeric tracts so frequent in endosymbiont genomes?2015

    • Author(s)
      Kinjo, Y., Tokuda, G., Hongoh, Y., Ohkuma, M.
    • Organizer
      日本微生物生態学会第30回大会
    • Place of Presentation
      茨城県土浦市(土浦亀城プラザ)
    • Year and Date
      2015-10-22
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  • [Presentation] Genomic transitions of the intracellular symbiont during evolution of the wood-feeding cockroaches, Cryptocercus spp.2015

    • Author(s)
      Tokuda, G.
    • Organizer
      2nd International Symposium on Matryoshka-type Evolution of Eukaryotic Cells
    • Place of Presentation
      茨城県つくば市(筑波大学)
    • Year and Date
      2015-09-30
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 食材性ゴキブリにおける細胞内共生系と腸内共生系の競合的共進化2015

    • Author(s)
      金城幸宏・C. A. Nalepa・桑原宏和・本郷裕一・大熊盛也・徳田 岳
    • Organizer
      平成27年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道札幌市(北海道大学農学部)
    • Year and Date
      2015-09-26
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] An efficient strategy developed for the target genome reconstruction of endosymbiont genomes performed using crude DNA isolated from host tissues2015

    • Author(s)
      Kinjo, Y., Saitoh, S., Tokuda, G.:
    • Organizer
      International Symposium on Basic and Applied Research on Sericulture and Insect Sciences
    • Place of Presentation
      韓国大邱市(慶北大学校)
    • Year and Date
      2015-04-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] キゴキブリ集団間における細胞内共生細菌Blattabacteriumの比較ゲノム解析2015

    • Author(s)
      金城幸宏・C. A. Nalepa・本郷裕一・大熊盛也・徳田 岳
    • Organizer
      第59回日本応用動物昆虫学会大会
    • Place of Presentation
      山形県山形市・山形大学
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 比較ゲノムによる細胞内共生細菌の転写エラーを利用した遺伝子発現制御システムの検証2015

    • Author(s)
      金城幸宏・徳田 岳・本郷裕一・大熊盛也
    • Organizer
      第9回日本ゲノム微生物学会年会
    • Place of Presentation
      兵庫県神戸市・神戸大学
    • Year and Date
      2015-03-06 – 2015-03-08
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 昆虫消化系におけるセルロース代謝メカニズム2014

    • Author(s)
      徳田 岳・菊地 淳
    • Organizer
      第66回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      札幌市・札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Cellulose catabolism in the gut of the termite, Hodotermopsis sjostedti2014

    • Author(s)
      Tokuda, G., Kikuchi, J.
    • Organizer
      XVII International Congress of IUSSI
    • Place of Presentation
      オーストラリア・ケアンズコンベンションセンター
    • Year and Date
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Remarks] http://www.cc.u-ryukyu.ac.jp/~tokuda/

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2022-02-07  

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