2021 Fiscal Year Research-status Report
深海性二枚貝の細胞内共生系の共生者の獲得と維持メカニズムの基盤解明
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20K06779
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
吉田 尊雄 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(海洋生物環境影響研究センター), 主任研究員 (60399566)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 細胞内共生 / 共生者の獲得 / 共生の維持 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、①共生系の維持とそれに関与する共生菌からの有機物を得るための相互作用について、及び、②その分子メカニズムを解明することを目標としている。
今年度は、主に、昨年度に実施した採取直後の共生菌を持つ個体の宿主と共生菌の同時トランスクリープトーム解析のデータ解析を行った。宿主のエラ細胞の食作用により環境中にいる共生菌を含む微生物を選択せずに細胞内に取り込み、共生菌以外の微生物は細胞内でリソソームにより分解され、共生菌は、消化されずに細胞内に維持している可能性が見いだされた。そこでトランスクリプトーム解析データを用いて宿主の食作用やリソソームに関する遺伝子の発現を調べた。その結果、Rasスーパーファミリーに属する低分子量Gタンパク質であるRab5、Rab7、Rab9、初期エンドソーム抗原－1（EEA1）、LAMP1 、マンノース6リン酸受容体（M6PR）などが比較的高発現していることが明らかとなった。これらの因子は食作用により取り込まれた微生物が存在する小胞に局在する。そこで配列情報を元に食作用に関する6種類の因子に関するペプチド抗体（Rab9, LAMP1、EEA1、M6PR、V-ATPase、mTORC）を作成した。これらの抗体を用いて組織切片の免疫染色し解析を進めている。
エラ細胞内に共生菌は維持され、メタンから有機物を合成し、宿主である二枚貝に供給していると考えられることから、トランスクリプトーム解析データから遺伝子発現を調べたところ、メタンを取り込み、アミノ酸などを合成している可能性が得られた。そこで、採取直後のシンカイヒバリガイに、気相に13C標識メタンを添加して飼育して、メタンが取り込まれ、どのような物質に変換されるのかを明らかにする実験を行った。13C標識メタンが共生菌に取り込まれたか解析を進めている
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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
今年度は、宿主と共生菌の同時トランスクリプトーム解析のデータ解析を元に、宿主の食作用に関する因子のペプチド抗体作成し、小胞と共生菌の関係を解析することに着手できた。また、共生菌の13C標識メタン添加飼育実験を実施し、概ね予定どおりに進んだと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
作成した抗体を用いて、共生菌は食作用により取り込まれたことを明らかにするとともに、共生菌の維持に関わる因子の探索をすすめる。同時に13C標識メタンで飼育した個体を用いて、共生菌は、メタンからどのような有機物を作り、宿主に供給しているかを明らかにする。これらの解析から共生系の維持に関わる因子と共生菌から得る有機物を同定し、共生系のメカニズムを明らかにする予定である。
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| Causes of Carryover |
飼育実験に予定していた物品費や抗体作成費用が想定金額よりも安くなったため未使用額が生じた。来年度の実験の進捗を考慮して、実験消耗品と試薬の購入費用に充てる予定である。
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