2018 Fiscal Year Research-status Report
Molecular analyses of tyrosine synthesis and accumulation mechanisms in soldier aphids that has evolved with gall repairing behavior.
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18K06373
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
沓掛 磨也子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (90415703)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 社会性アブラムシ / ゴール修復 / チロシン / 菌細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
モンゼンイスアブラムシ兵隊における顕著なチロシン蓄積に関わる分子基盤を明らかにするため、本年度は、兵隊幼虫および成虫の菌細胞RNAseq解析をおこない、アブラムシおよび共生細菌ブフネラのゲノムにコードされるチロシン合成遺伝子の発現量について解析した。ブフネラ側のチロシン合成遺伝子については、他のアミノ酸合成遺伝子よりも顕著に高発現しているという傾向は検出されず、発現変動していない可能性が示唆された。一方、チロシン合成の最終反応を担うアブラムシ側のフェニルアラニン-4-モノオキシゲナーゼ遺伝子は、菌細胞において顕著に発現が亢進していた。この結果は、アブラムシがチロシン合成を制御している可能性を示唆するものであったが、一方これまでの先行研究から、非社会性種のエンドウヒゲナカアブラムシにおいても、この遺伝子は菌細胞で発現亢進していたことから（Hansen & Moran, 2011）、それ以外の要因が本種のチロシン大量蓄積現象に関与している可能性が示唆された。そこで次に、チロシン合成に必要な基質に着目し、エリトロース-4-リン酸（E4P）およびホスホエノールピルビン酸（PEP）の合成に関わる酵素の遺伝子発現を調べたところ、E4Pを合成するトランスアルドラーゼ遺伝子、およびPEPを合成するホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ（PEPCK）遺伝子が、兵隊の菌細胞や巨大顆粒細胞において顕著に発現亢進していることがわかった。これらの結果から、兵隊体内でチロシン合成に必要な基質が大量に生産され、菌細胞に輸送されることにより、高レベルでチロシンが合成されているものと考えられた。
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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
本年度計画していた菌細胞RNAseq解析を滞りなく終了させ、ゴール修復兵隊において特殊化したアミノ酸合成に関わる分子基盤について明らかにすることができた。さらに、チロシンの運搬に関わることが予想されるトランスポーター遺伝子を同定するとともに、遺伝子発現に関する多数の知見を得ることができた。これらの結果を用いて、来年度も着実に研究を進展させる予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
チロシンの運搬に関わるアミノ酸トランスポーターの機能解析を進めるとともに、チロシンを高濃度に蓄積するためのメカニズムについて、特にUDP-グルコース転移酵素に着目した解析を進めていく。
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| Causes of Carryover |
今年度の予算はほぼ計画通りに執行することができたが、2万円強の余りが生じたため、次年度に繰り越すことにした。
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