細胞内寄生性微生物ボルバキアが誘起する節足動物細胞質不和合現象の分子機構解明

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10740388
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 佐々木 哲彦 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (60235257)
• Keywords: ボルバキア / 細胞質不和合 / 節足動物 / スジマダラメイガ / スジコナマダラメイガ

Research Abstract

ボルバキアは昆虫を中心とする多くの節足動物に感染しているリケッチア様細菌で,宿主の性と生殖に干渉し,性転換,単為生殖,細胞質不和合を引き起こす。細胞質不和合は,非感染雌が感染雄と交配した際に観察され,この組み合わせの交配では,胚発生が進行しない。本研究はこの現象の分子機構の解明を目的として行った。
鱗翅目昆虫のスジマダラメイガおよびスジコナマダラメイガに感染しているボルバキアについて,ポルバキア外膜タンパク質をコードするwspi遺伝子の塩基配列に基づく分子系統学的同定を行った。ポルバキアは大きくAグループとBグループに分けられることが知られており,スジマダラメイガはその両方のボルバキアに二重感染していた。スジコナマダラメイガからは,Aグループのボルバキアのみが検出された。交配実験の結果,スジマダラメイガでは,完全な細胞質不和合が引き起こされることが明らかになった。スジコナマダラメイガについては,土浦系統と横浜系統の二つの系統について交配実験を行った。ともに部分的な細胞質不和合性を示したが,その強度は系統により異なり,土浦系統では弱い不和合性,横浜系統では比較的強い不和合性が観察された。
ボルバキアは培養できないため,その遺伝子解析は,PCRによる特定の遺伝子の増幅に限られていたが,スジコナマダラメイガの卵から,多量のボルバキアを調製することに成功し,パルスフィールド電気泳動法により,ボルバキアのゲノムサイズが約1.4Mbpであることを明らかにした。
また,ポルバキアが誘起する現象における宿主の遺伝的背景の重要性について,ポルバキアの移植実験により検討した。スジマダラメイガのポルバキアをスジコナマダラメイガに移植したところ,雄殺し現象が誘起された。このことから,ボルバキアは宿主の遺伝子発現を介して,性と生殖に干渉していると考えられ,今後は感染に伴う宿主の遺伝子発現の変化を中心に研究を進める。