2017 Fiscal Year Research-status Report
生殖細胞を介さず次世代へと伝わる菌細胞ゲノムの遺伝学・進化学的解析
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15K14583
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
土田 努 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 准教授 (60513398)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 共生器官 / 菌細胞 / 共生微生物 / 遺伝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多細胞生物の体は、単一の生殖細胞に由来する細胞の集合体であると、常識的に考えられている。しかし、我々は先攻研究でタバココナジラミBemisia tabaci MEAM1系統を対象とした予備実験を行い、その必須の共生細菌を収納する細胞である“菌細胞”は、独自の遺伝機構を持ち、他の体組織の細胞とはゲノム組成まで異なっている可能性を見出した。本研究課題では、コナジラミ菌細胞の次世代への遺伝様式の詳細な検証や、コナジラミ科昆虫における菌細胞ゲノムの進化、コナジラミ菌細胞ゲノムで独自進化した遺伝子の検出と機能解明を目的とする。平成29年度は、以下の研究成果を得た。
研究課題3) 菌細胞ゲノムで独自発達した遺伝子の探索と機能解析
タバココナジラミMEAM1系統の菌細胞ゲノム、および頭部から抽出した体細胞ゲノムを対象に、複数の候補遺伝子を対象に菌細胞特異的な配列をクローニング法によって検出することを試みた。その結果、リボソーマルタンパク質遺伝子の5'非翻訳領域に、菌細胞特異的な配列が検出された。そこで、およそ1,000個体のメス個体を材料に摘出した菌細胞および体細胞から、ゲノムDNAを抽出し、Illumina HiSeq用のシーケンスライブラリを作成した。現在、シーケンス結果を解析中である。一方、菌細胞と体細胞のそれぞれから調整した ミトコンドリアの全ゲノム配列については完全長が得られたので、両者を比較した。その結果、両者のゲノム間に相違は全く検出されなかった。この結果は、菌細胞と体細胞ゲノムの分化はそれほど進んでいないことを示唆する。これは、昨年までの別種コナジラミの菌細胞ゲノム伝達様式との比較から得られた「タバココナジラミ菌細胞ゲノムの母系遺伝様式は比較的最近に獲得されたものである」という示唆に合致するものであった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
昨年度までに、タバココナジラミならびに別種コナジラミにおける菌細胞ゲノムの伝達様式を明らかにすることができた。ミトコンドリアゲノムの解析とあわせて、菌細胞ゲノムの進化についても重要な知見を得ることができた。一方、全ゲノムシーケンスに用いたライブラリ調整においては、菌細胞というきわめて微小な組織からのゲノムを必要量あつめるのに想定以上の時間を有してしまった。総じて、研究は概ね順調に進展したと言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度までに行ったゲノムシーケンスライブラリーを対象に、菌細胞および体細胞をゲノムワイドに解析する。体細胞ゲノムとの変異の程度や、機能遺伝子配列の変異などを確認する。
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| Causes of Carryover |
昨年度は、全ゲノム解析を予定していた。しかし、微小昆虫からのゲノムDNA収集に想定以上の時間を有してしまったこと、およびゲノムシーケンスの委託先でのライブラリ調整が遅延したため、昨年度中に結果を出すことが困難となった。そこで補助機関の延長を申請し、認められたため、次年度使用額が生じた。本年度は、主にゲノム解読に集中して研究費を使用する。
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Research Products
(1 results)
