2021 Fiscal Year Research-status Report
コナジラミ類の複合共生系に見られる”菌細胞内棲み分け”の多様性と形成機構の解析
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18K05673
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
土田 努 富山大学, 学術研究部理学系, 准教授 (60513398)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 共生細菌 / 複合内部共生系 / コナジラミ / 共生系の進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多くの昆虫では、体内の“菌細胞”と呼ばれる共生専用の細胞に、宿主の餌に不足する必須アミノ酸等を合成・供給する共生細菌が存在する。申請者らは、タバココナジラミ体内に存在する2種類の必須共生細菌が、1) 同一の菌細胞内で小胞体膜を介して棲み分けを行なっており、2) 必須アミノ酸の中間代謝産物をお互いに授受しあいながら必須アミノ酸を合成していることを見出した。本課題では、コナジラミ類における細胞内棲み分けの一般性を検証し、棲み分けに関する宿主側および共生細菌側の機構を明らかにすることを試みた。様々なコナジラミ種における共生細菌の分布と棲み分けの実態を、in situ ハイブリダイゼーション法などを用いて明らかにした。タバココナジラミ複合種群において比較的最近に分岐した系統群では、PortieraとHamiltonellaによる菌細胞内の棲み分けが確認された。一方、早くに分岐した系統群では、菌細胞内にPortieraとArsenophonusから成る棲み分けが確認された。ヨーロッパやアメリカ等で生息域が拡大している系統であるMED Q2の共生細菌叢を、栃木県や茨城県、埼玉県、群馬県の個体群から調査したところ、全個体から必須共生細菌のPortieraに加えてRickettsiaが検出された。このことからRickettsiaが必須アミノ酸の補完的供給に寄与しているものと考えられた。しかしFISHを用いた解析により、菌細胞内にはPortieraのみが観察され、Rickettsiaは菌細胞の外側部分に隣接した状態で検出された。MED Q2はタバココナジラミ複合種群内で比較的細菌に分岐した系統群であるが、Hamiltonellaも、また菌細胞棲み分けも検出されなかった。これらのことから、共生細菌の置換や共生様式は、コナジラミにおいては比較的早い時間間隔で繰り返し生じてきたと示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナ感染拡大の影響を受け、計画が遅延した。
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| Strategy for Future Research Activity |
コナジラミ類の体内での細菌棲み分けに関する研究成果を国際誌で発表する。タバココナジラミやオンシツコナジラミでの同一細胞内での小胞体膜を介した棲み分けに寄与する小胞体膜に局在する宿主タンパク質や、共生細菌に存在する小胞体との接触部位で機能するタンパク質を、オルガネラでの先行研究により明らかになった繋留因子の情報を元に探索する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症の拡大による研究計画変更に伴い、補助事業期間を再延長した。次年度使用額は、国際誌への論文投稿やそれに伴う英文校正費用、宿主体内での棲み分けを可能にする機構を明らかにするための各種分子生物学的実験に使用する。
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