2019 Fiscal Year Annual Research Report
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19H02973
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
森山 実 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 (30727251)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 共生細菌 / 垂直伝達 / 細菌保護 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
カメムシ類昆虫では、自身の生存に不可欠な相利共生細菌を次世代へ受け継ぐ際、共生細菌を分泌物中に封入し、産下した卵の傍らに塗布することで一時的に体外で保管するという興味深い行動が知られる。本課題では遺伝学的アプローチおよび生化学的アプローチを用いて、この宿主昆虫が産生する細菌保護物質およびその作用機序を明らかにすることを目的としている。
本年度はチャバネアオカメムシを対象に、中腸共生器官の後部末端においてメス成虫にのみ発達する特殊な構造に着目した。この部位では共生細菌を格納する盲嚢が通常領域より膨張しており、次世代伝達に関わっていると考えられる。まず、SDS-PAGEおよびPAS染色により、この末端膨大盲嚢に特異的に高発現する糖タンパク質が存在していることを明らかにした。その分子基盤を探索するため、共生器官の各領域についてトランスクリプトーム解析を実施し、遺伝子発現カタログを整備した。その遺伝子情報を元にLC-MSを用いたタンパク質同定を実施し、本タンパク質がムチン様の糖タンパク質であり、それをコードする遺伝子が末端盲嚢部に特異的に高発現していることを確認した。また、LC-MSによる糖分析を進め、タンパク質には相当量の糖鎖が結合していること、およびその単糖組成を明らかにした。さらに、形態組織学的に糖タンパク質の動態を追跡したところ、共生細菌が糖タンパク質と共にで盲嚢外に放出される様子が観察され、本タンパク質が垂直伝達時に共生細菌を体外へ運搬する際のキャリアーとして機能することが予想された。
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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
上記の通り、本年度はメス特異的に発達する共生組織に高発現するタンパク質の遺伝子配列、タンパク質配列、糖鎖組成、組織内局在といった基礎的な情報を把握できた。また、共生器官の遺伝子発現カタログを整備するなど、次年度以降に利用できる基礎的なデータが蓄積されており、初年度として順当な進捗状況だと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
糖タンパク質についてはRNAiを行い、垂直伝達における関与を明らかにする。また、本年度のトランスクリプトーム解析からは、数多くの遺伝子が末端膨大盲嚢において高発現していることが確認できたが、次年度は他種カメムシ間で比較することで、特に重要な機能を担う遺伝子の絞り込みを行う予定である。また、卵に塗布される分泌物自体の回収法を検討し、その分子化学的性質の同定を試みる。
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Research Products
(11 results)
