2017 Fiscal Year Research-status Report
シロアリの材食性を担う共生原生生物の遺伝子重複と木質分解能の関係
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16K08109
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
野田 悟子 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (80342830)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | シロアリ / 共生原生生物 / 木質分解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに、シロアリ腸内に生息する大型原生生物を対象として、シングルセルレベルで木質分解酵素遺伝子の発現量を定量する系を構築した。複数の原生生物の細胞あたりの遺伝子コピー数を検出・解析したところ、いずれの細胞でもGHFのセロビオハイドロラーゼ遺伝子がもっとも高発現していること、細胞ごとの遺伝子コピー数は大きく異ならないことが推定された。そこで、腸内微生物を大型原生生物、小型原生生物、原核生物に分画して酵素活性を測定する系の構築を行った。低速遠心の回転数と時間を検討して、腸内微生物をおおよそ細胞サイズ（大型、小型、細菌）により分画する条件を決定した。分画した細胞は少量であるため、超音波などの物理的破砕方法では溶液のロスが多く酵素の回収量が低くなることから、租酵素の調整は界面活性剤を用いて行った。活性測定は、反応生成物である還元糖を定量する方法のうちグルコースでの定量範囲が最も低濃度であるテトラゾリウムブルー法を用いた測定法を検討した。複数の基質を用いて酵素活性を測定したところ、いずれの活性も大型原生生物の濃縮画分がもっとも高かったが、小型原生生物や原核生物の画分からも活性は検出された。この結果から、共生系の木質分解においては大型原生生物の寄与が非常に大きいが、小型原生生物や原核生物の木質分解が協同的に機能することで高い効率性が生じていることが推定された。
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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
少量の細胞を細胞サイズによって分画する条件と、酵素活性測定を行う系を構築し、飼育条件を変えて遺伝子発現や酵素活性に与える影響を比較する準備が整った。
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| Strategy for Future Research Activity |
共生系の酵素活性は原生生物の遺伝子発現量の変動以外に、1匹の腸内に生息する原生生物の細胞数も大きく影響することが予想される。原生生物の細胞あたりの酵素量が一定でも、細胞数が変動することで共生系全体としては酵素活性が増大しているということも考えられる。そのため、1匹のシロアリ腸内の酵素活性測定とともに、各原生生物種の細胞数がどのように変動するのか解析を行う必要がある。最終年度は、シロアリの飼育条件を変えて原生生物の遺伝子発現量と酵素活性、種組成などにどのような影響があるのか検討を行う。その結果から、木質分解の効率性を明らかにする予定である。
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| Causes of Carryover |
サンプリングを行う予定であったが、学務の関係で研究協力者と日程調整がうまくいかず、参加できなかったため、使用額に変更が生じた。
研究計画自体に変更はなく、前年度の研究費も含めて当初予定通りの計画を進める。
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