2018 Fiscal Year Annual Research Report
Endosymbiotic bacteria that affect host meiosis
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16K08106
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
陰山 大輔 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 上級研究員 (60401212)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐原 健 岩手大学, 農学部, 教授 (30241368)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ボルバキア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昆虫の共生細菌ボルバキアは、様々な方法で自分の都合のいいように宿主昆虫の生殖を操作しているが、本研究により、全く新しい生殖操作のタイプが存在することがわかった。ボルバキア系統wFemに感染されたキタキチョウは、オスと交配して、メスのみの子孫を残すが、これらメスの性染色体構成がZ０であることが、染色体FISH、Z染色体上遺伝子のリアルタイムPCR、次世代シークエンスによるゲノム解析から明らかになった。これらZ０メスが産下する卵（接合体）の遺伝子型はすべてZ０であり、これらの卵が持つZ染色体は父親由来のものであることが分かった。また抗生物質を産卵前の成虫メスに投与することにより、Z０とZZの卵が生じたことから、ボルバキアは宿主に働きかけ、Z染色体の母系伝達を阻害していると考えられた。抗生物質処理の結果、産み落とされた卵を育てると、成虫時にオスのみとなった。Z染色体上の２遺伝子をターゲットとしたリアルタイムPCRと塩基多型解析によってこれらのオスは、１個体を除いてすべてZZ型と推定された。このことから、ボルバキアなしの状態では、ほとんどのZ０個体は生存（あるいは成長）できないと考えられ、Z０と判別された１個体は、母親由来のZ染色体の一部（たまたまマーカーとして用いた箇所）が欠損しているZZ個体である可能性が考えられた。つまり、ボルバキアによるZ染色体の母系伝達阻害のメカニズムは、ボルバキアが母方のZ染色体を完全に分解消化していることによるという可能性が浮上した。今後この可能性を検証していく予定である。また抗生物質処理によるボルバキア密度の低下により間性個体が出現する現象（ボルバキアによるメス化）を分子レベルで解明するため、コントロールされた条件でトランスクリプトーム解析（RNAseq解析）を行うことができた。現在データ解析中であり、性決定や性分化について新たな知見が期待できる。
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