2013 Fiscal Year Annual Research Report
共生成立の分子基盤を解く：昆虫－細菌共生系における大規模ＲＮＡｉスクリーニング
Publicly Offered Research
| Project Area | "Matryoshka"-type evolution of eukaryotes |
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| Project/Area Number |
24117525
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
菊池 義智 独立行政法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 主任研究員 (30571864)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 共生 / 昆虫 / 細菌 / RNAi |
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| Research Abstract |
多くの生物がその体内に共生微生物を持つことが知られているが、それら内部共生の分子基盤については未だ不明な点が多い。本研究ではホソヘリカメムシ-Burkholderiaモデル共生系を対象に、共生器官の大規模トランスクリプトーム解析およびRNAiスクリーニングを行い、共生成立に関わる宿主昆虫側の遺伝子基盤を網羅的に同定することを目的としている。研究２年目にあたる本年度は、（１）共生細菌のGFP発現変異株を用いた感染過程の詳細なステージング、（２）共生細菌の感染にともなって発現変化する遺伝子のRNAseqによる網羅的解明、（３）in situ hybridizationによるシステインリッチタンパク質（CRs）の発現部位の特定、（４）CRsのRNAiを行った。（１）については共生細菌のGFP発現変異株を作成し、2齢若虫に経口摂取してその感染過程を詳細に観察した。その結果、共生細菌が共生器官（の原基）に感染した直後から共生器官の形態変化が起き、２齢期間中（約3日）のうちに共生器官の成熟が完了することが明らかとなった。（２）ではRNAseqで得られた約46,000遺伝子について解析を行い、共生器官の形態変化過程で発現亢進する遺伝子を探索した。その結果、多数のCRsや転写調節因子を同定することに成功した。（３）では、特に発現量が高かったCRsを対象にin situ hybridizationを行い、その発現が共生器官のみに限られることを明らかにした。（４）では発現量の高いCRsについてRNAiを行ったが、共生細菌の定着や維持に関して有意な影響を見出すことはできなかった。CRsが100種類以上検出されていることから、１種類をノックダウンしただけでは効果が相殺されてしまう可能性が考えられる。複数の遺伝子を同時にRNAiを行うなど、今後さらなる検討が必要といえる。本研究によって得られた成果について国内外の学会において発表を行い、また論文として発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25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 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Complete genome sequence of Burkholderia sp. strain RPE64, bacterial symbiont of the bean bug Riptortus pedestris2013
Author(s)
Tomoko F Shibata, Taro Maeda, Naruo Nikoh, Katsushi Yamaguchi, Kenshiro Oshima, Masahira Hattori, Tomoaki Nishiyama, Mitsuyasu Hasebe, Takema Fukatsu, Yoshitomo Kikuchi, Shuji Shigenobu
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Journal Title
Genome announcements
Volume: 1
Pages: e00441-13
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Polyester synthesis genes associated with stress resistance are involved in an insect–bacterium symbiosis2013
Author(s)
Jiyeun Kate Kim, Yeo Jin Won, Naruo Nikoh, Hiroshi Nakayama, Sang Heum Han, Yoshitomo Kikuchi, Young Ha Rhee, Ha Young Park, Jeong Yun Kwon, Kenji Kurokawa, Naoshi Dohmae, Takema Fukatsu, Bok Luel Lee
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Journal Title
Proceedings of the National Academy of Sciences of the U. S. A.
Volume: 110
Pages: E2381-E2389
DOI
Peer Reviewed
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