2015 Fiscal Year Research-status Report
昆虫における菌細胞共生進化解明のためのカメムシゲノム解読と形質転換系統の作製
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26840116
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
松浦 優 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 助教 (80723824)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ゲノム / 菌細胞 / ヒメナガカメムシ / 細胞内共生 / de novo アセンブル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多くの昆虫種が「菌細胞」と呼ばれる特殊な細胞を有し,その細胞内に必須共生微生物を保持することで，昆虫―微生物間の強固な共生関係を成立させている.これまでの研究では，菌細胞を有する昆虫種に本格的な遺伝学的手法を適用できる実験モデル系が存在せず,菌細胞の発生を司る分子機構や細胞内共生の維持機構に関する研究手法が頭打ちとなっている.そこで,本研究では菌細胞を新規に獲得した種であるヒメナガカメムシを細胞内共生のモデル種に昇華させ, 菌細胞の獲得の分子基盤を解明することを目的としてそのゲノム解析とゲノム編集を行う.
本年度は,paired-end法のライブラリに加えて、新たにヒメナガカメムシのDNAを用いてmate pairライブラリを作製した. HiSeq1500によりシークエンスを行って，各ライブラリにつき200bp(4.5億リード)，800bp(3500万リード)，5.6kb(2億リード)、9kb(9300万リード)の配列が得られた。k-mer分布解析の結果，x100程度の十分なデータ量が得られたことが推定された。Platanusによってde novoアセンブルを試みたところ、コンティグ数 857,241，全長で808Mbと，フローサイトメーターによって推定された程度のゲノム長を得ることができた.しかしながら，N50の値は3.5kbにとどまり，良好な結果であったとはいえない。
次に,ゲノム編集技術の導入のため, ヒメナガカメムシを用いてCRISPR/Cas9による遺伝子のノックアウト実験を行う準備を進めていたが，所属機関の異動により年度の途中で実験実施場所の変更を余儀なくされたので，結果が得られる前に実験を中止した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ゲノムシークエンスについては,シークエンスおよびアセンブルにおいて良好な結果が得られなかったため，評価や再解析に時間を要している. ゲノム編集などの技術導入については，年度途中の所属機関変更に際し，実験を中止したため結果が得られていない．
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| Strategy for Future Research Activity |
所属機関の変更に伴い年度内の研究課題の目標達成に間に合わなかったため，平成28年度に延長を申請した．ゲノム解析に関連して追加実験はせず，これまでに得られたデータを用いた解析に専念する.ゲノム編集については,できるだけ早く実験環境を整えて実行する.
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| Causes of Carryover |
年度の途中に所属が変更となり，当初の計画期間内で予定していた助成金を使用できなくなった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究実施場所の変更にともなって，新たに実験用の備品および消耗品を調達する．
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Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Burkholderia of plant-beneficial group are symbiotically associated with bordered plant bugs (Heteroptera: Pyrrhocoroidea: Largidae).2015
Author(s)
Takeshita, K., Matsuura, Y., Itoh, H., Navarro, R., Hori, T., Sone, T., Kamagata, Y., Mergaert, P., Kikuchi, Y.
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Journal Title
Microbes and Environments.
Volume: 30
Pages: 321-329
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Bacteriocyte development regulated by Hox genes in an insect, Nysius plebeius2015
Author(s)
Matsuura, Y., Kikuchi, Y., Miura, T., Fukatsu, T.
Organizer
Gordon Research Conference, Animal-Microbe Symbioses
Place of Presentation
Waterville Valley（New Hampshire, USA）
Year and Date
2015-05-22 – 2015-05-23
Int'l Joint Research
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