2017 Fiscal Year Annual Research Report
Artificial symbiotic system between an insect and Escherichia coli - toward molecular genetics and experimental evolutionary biology -
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25221107
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
深津 武馬 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 首席研究員 (00357881)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古賀 隆一 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 (80356972)
二河 成男 放送大学, 教養学部, 教授 (70364916)
細川 貴弘 九州大学, 理学研究院, 助教 (80722206)
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| Project Period (FY) |
2013-05-31 – 2018-03-31
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| Keywords | 昆虫 / 共生 / 大腸菌 / 分子機構 / 実験進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
・チャバネアオカメムシ共生細菌A (4103333 + 38552 bp), B (2332850 + 91417 + 29879 + 12450 bp), C (4318340 + 715842 + 191129 bp), D (4376833 + 920084 + 176579 + 150663 bp), E (4302272 + 954251 + 211487 bp), F (4082193 + 421914 + 193573 bp)のゲノム配列を完全決定した。
・異なる共生細菌のプラスミドに共通してカロテノイド合成系及びIV型分泌装置の遺伝子を同定し、共生機能との関連を強く示唆した。Cについてカロテノイド合成欠損株の作成に成功し、宿主の感染や生存に影響はなかったが、体色の変化を認めた。
・フォスミドライブラリースクリーニングにより共生細菌CとDについて共生に関与すると思われるゲノム領域の同定に成功した。
・高速進化大腸菌系統ΔmutSに感染させたチャバネアオカメムシの継続的な累代飼育により、10以上の進化系列の大半において30-80％に達する高い羽化率の進化を観測した。これら共生進化大腸菌系列は共通してコロニー形態の変化、細胞外多糖産生の減少などを呈した。それらのゲノムリシーケンス及びRNAseqを行い、ゲノム部分欠失や部分重複がダイナミックに起こっているのを検出した。また人工共生進化大腸菌の宿主羽化率が低い系列/世代と向上した系列/世代で、遺伝子発現パターンが明確にクラスタリングされることを示した。
・その他、昆虫形状/色彩解析ソフトウェアの開発と公開；ゾウムシ共生細菌によるクチクラ硬化の解明；ハムシ共生細菌による細胞壁消化酵素産生の解明；多様なカメムシ類や甲虫類の新規共生細菌の解明；セミにおける寄生菌から共生菌への進化の解明；など。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Small genome symbiont underlies cuticle hardness in beetles2017
Author(s)
Anbutsu H., Moriyama M., Nikoh N., Hosokawa T., Futahashi R., Tanahashi M., Meng X. Y., Kuriwada T., Mori N., Oshima K., Hattori M., Fujie M., Satoh N., Maeda T., Shigenobu S., Koga R., Fukatsu T.
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Journal Title
Proc Natl Acad Sci USA
Volume: 114
Pages: E8382-E8391
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Drastic genome reduction in an herbivore's pectinolytic symbiont2017
Author(s)
Salem H., Bauer E., Kirsch R., Berasategui A., Cripps M., Weiss B., Koga R., Fukumori K., Vogel H., Fukatsu T., Kaltenpoth M.
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Journal Title
Cell
Volume: 171
Pages: 1520-1531
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] A novel, extremely elongated, and endocellular bacterial symbiont supports cuticle formation of a grain pest beetle2017
Author(s)
Hirota B., Okude G., Anbutsu H., Futahashi R., Moriyama M., Meng X. Y., Nikoh N., Koga R., Fukatsu T.
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Journal Title
mBio
Volume: 8
Pages: e01482-17
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Symbiosis for beetle’s hardness2017
Author(s)
Hisashi Anbutsu, Minoru Moriyama, Naruo Nikoh, Takahiro Hosokawa, Ryo Futahashi, Masahiko Tanahashi, Xian-Ying Meng, Takashi Kuriwada, Naoki Mori, Kenshiro Oshima, Masahira Hattori, Manabu Fujie, Nori Satoh, Taro Maeda, Shuji Shigenobu, Ryuichi Koga, and Takema Fukatsu
Organizer
Gordon Research Conference “Animal-Microbe Symbioses”
Int'l Joint Research
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