2018 Fiscal Year Annual Research Report
Evolutionary and developmental basis of host-symbiont interactions in seed bugs
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17F17409
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
徳田 岳 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 教授 (90322750)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
KUECHLER STEFAN 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2017-11-10 – 2020-03-31
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| Keywords | 昆虫 / 寄生・共生 / 菌細胞 / ナガカメムシ / 胚発生 / 細胞内共生細菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナガカメムシ上科に属するカメムシ類は菌細胞という特殊な共生細胞に細胞内共生細菌を宿すことが知られており、多様な共生細菌の分布様式が確認されているが、それぞれの宿主昆虫が多様な菌細胞の発生機構がどのように獲得され、進化してきたのかは不明である。そこで、近縁ながら菌細胞の発生経路が大きく異なる２つの種、ヒメナガカメムシおよびウスイロヒラタナガカメムシに着目し、菌細胞の細胞動態・遺伝子発現の比較解析を実施して両者の共通点と相違点を探ることにより、菌細胞の進化発生学的基盤の解明を目指す。本年度は、まず実験に用いる昆虫系統を各地から収集した。
１）顕微鏡観察：前年度に確立したFISH法の改善プロトコルを用いて、２種のナガカメムシの卵内における共生微生物感染過程の細胞動態の観察を完成させ、他の４種と比較のうえ大きく３パターンの菌細胞発生機構があることを考察し、論文を執筆して投稿した。なお、透過電子顕微鏡観察については、外国人研究員の急病のため実施が困難となった。
２）RNA-seq・ゲノム解析：ナガカメムシ類においてはこれまでにUbx遺伝子発現が菌細胞形成に重要なことがわかっているが、菌細胞形成の調節機構の詳細は不明である。本研究ではまずUVレーザーを用いた微小組織の切り出しをする予定であったが、研究員の療養のために実験の遂行とRNA量の確保が困難となったことから、規模を縮小して胚ではなくヒメナガカメムシの終齢幼虫にUbx-RNAiを施したのち成虫の菌細胞からRNAを抽出し、RNA-seqを依頼解析した。また、ヘリグロヒメナガカメムシおよびウスイロヒラタナガカメムシの菌細胞内に局在する共生細菌のゲノム解析のためDNAを抽出してシーケンスを依頼解析した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初予定していた透過電子顕微鏡観察については、上述の通り、実験対象やサンプル調整の扱いに慣れた研究員の体調不良により透過電子顕微鏡観察を見送ることとなり、代わりに関連する課題の論文の執筆と発表に集中した。遺伝子発現解析実験についても、予定していた本来の実験内容の遂行が困難となり、計画を再検討した結果、異なるアプローチと手法で実験と解析を進めることとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は最終年度であり研究員の滞在期間が限られているため、まず既に執筆した論文の早期受理を目指して、内容の改定および投稿を続ける。また、定量PCRなど最小限の規模で実験を遂行するのに並行して、依頼解析したRNA-seqおよびゲノム解析のデータ処理および網羅的解析などのデスクワークを中心に進めて研究をまとめる予定である。
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