共生細菌による宿主昆虫の体色変化：隠蔽色に関わる共生の分子基盤の解明

• 研究領域: 複合適応形質進化の遺伝子基盤解明
• 研究課題/領域番号: 22128007
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 深津 武馬 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, 首席研究員 (00357881)
• 研究分担者: 土田 努 富山大学, 理工学研究部(理学), 准教授 (60513398) ; 二河 成男 放送大学, 教養学部, 教授 (70364916)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 130,650千円 (直接経費: 100,500千円、間接経費: 30,150千円); 2014年度: 25,220千円 (直接経費: 19,400千円、間接経費: 5,820千円); 2013年度: 26,390千円 (直接経費: 20,300千円、間接経費: 6,090千円); 2012年度: 27,690千円 (直接経費: 21,300千円、間接経費: 6,390千円); 2011年度: 30,680千円 (直接経費: 23,600千円、間接経費: 7,080千円); 2010年度: 20,670千円 (直接経費: 15,900千円、間接経費: 4,770千円)
• キーワード: 共生 / 体色変化 / 隠蔽色 / 擬態 / ゲノム / 昆虫 / 微生物

研究成果の概要

・Rickettsiella感染により増大する緑色色素の種別，構造，存在量を明らかにした。・RickettsiellaのゲノムDNA試料を感染虫体液より調製し，全ゲノム配列を決定した。・非感染の赤色の虫および感染した緑色の虫の発現遺伝子をRNAseqにより網羅的に同定し、感染により発現が変化する宿主遺伝子群を解明した。・Rickettsiellaの全ゲノム情報およびアブラムシの発現遺伝子情報からそれぞれ、色素合成酵素系等の体色関連遺伝子群の候補を同定し、それらの発現様式や生物機能を解析した。・その他の多様かつ新規な昆虫―細菌共生系について、ゲノム解析、発現遺伝子解析、機能解析を推進した

研究成果

• [雑誌論文] Nardonella endosymbionts of Japanese pest and non-pest weevils (Coleoptera: Curculionidae) (2015)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa T, Koga R, Tanaka K, Moriyama M, Anbutsu H, Fukatsu T
  • 雑誌名: Applied Entomology and Zoology 巻: 50 号: 2 ページ: 223-229
  • DOI: 10.1007/s13355-015-0326-y
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Simple electroporation device for gene functional analyses in insects. (2015)
  • 著者名/発表者名: T.N.Sugimoto, T.Tsuchida
  • 雑誌名: Applied Entomology and Zoology 巻: 未定 号: 2 ページ: 271-275
  • DOI: 10.1007/s13355-014-0315-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Whole-genome sequence of Burkholderia sp. strain RPE67, a bacterial gut symbiont of the bean bug Riptortus pedestris (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeshita K., Shibata T. F., Nikoh N., Yamaguchi K., Nishiyama T., Hasebe M., Fukatsu T., Shigenobu S., Kikuchi Y.
  • 雑誌名: Genome Announcements 巻: 2(3) 号: 3
  • DOI: 10.1128/genomea.00556-14
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Symbiont-supplemented maternal investment underpinning host's ecological adaptation (2014)
  • 著者名/発表者名: Kaiwa N, Hosokawa T, Nikoh N, Tanahashi M, Moriyama M, Meng XY, Maeda T, Yamaguchi K, Shigenobu S, Ito M, Fukatsu T
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 24 号: 20 ページ: 2465-2470
  • DOI: 10.1016/j.cub.2014.08.065
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evolutionary origin of insect-Wolbachia nutritional mutualism (2014)
  • 著者名/発表者名: Nikoh N*, Hosokawa T*, Moriyama M*, Oshima K, Hattori M, Fukatsu T.*Equal contributions
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 111 号: 28 ページ: 10257-10262
  • DOI: 10.1073/pnas.1409284111
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phenotypic Effect of "Candidatus Rickettsiella viridis," a Facultative Symbiont of the Pea Aphid (Acyrthosiphon pisum), and Its Interaction with a Coexisting Symbiont. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsutomu Tsuchida, Ryuichi Koga, Akiko Fujiwara and Takema Fukatsu
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 巻: Vol. 80 号: 2 ページ: 525-533
  • DOI: 10.1128/aem.03049-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Horizontal gene transfer from diverse bacteria to an insect genome enables a tripartite nested mealybug symbiosis (2013)
  • 著者名/発表者名: Husnik F., Nikoh N., Koga R., Ross L., Duncan R. P., Fujie M., Tanaka M., Satoh N., Bachtrog D., Wilson A. C. C., von Dohlen C. D., Fukatsu T., McCutcheon J. P.
  • 雑誌名: Cell 巻: 153 号: 7 ページ: 1567-1578
  • DOI: 10.1016/j.cell.2013.05.040
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete genome sequence of Burkholderia sp. strain RPE64, bacterial symbiont of the bean bug Riptortus pedestris (2013)
  • 著者名/発表者名: Shibata T., Maeda T., Nikoh N., Yamaguchi K., Oshima K., Hattori M., Nishiyama T., Hasebe M., Fukatsu T., Kikuchi Y., Shigenobu S.
  • 雑誌名: Genome Announcements 巻: 1(4) 号: 4
  • DOI: 10.1128/genomea.00441-13
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Redox alters yellow dragonflies into red. (2012)
  • 著者名/発表者名: Futahashi R, Kurita R, Mano H, Fukatsu T.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 109 号: 31 ページ: 12626-12631
  • DOI: 10.1073/pnas.1207114109
  • 査読あり
• [雑誌論文] 共生細菌が変えるアブラムシの環境適応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 土田努
  • 雑誌名: 植物防疫 巻: 66 ページ: 20-23
• [雑誌論文] 昆虫の色や天敵からの逃れやすさが,細菌感染で変わる (2011)
  • 著者名/発表者名: 土田努
  • 雑誌名: 生物科学 巻: 66 ページ: 20-23
• [雑誌論文] 昆虫が体内に宿す不思議な力-共生細菌がアブラムシの性質を変える- (2011)
  • 著者名/発表者名: 土田努
  • 雑誌名: Biophilia 巻: 27 ページ: 58-61
  • NAID: 40018998984
• [雑誌論文] 昆虫の体色を変化させる共生細菌の発見感染によって多環性キノン系色素の生産が活性化.生態系にも影響? (2011)
  • 著者名/発表者名: 土田努
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 49 ページ: 806-807
  • NAID: 10030400483
• [雑誌論文] Symbiotic bacterium modifies aphid body color (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsuchida T, Koga R, Horikawa M, Tsunoda T, Maoka T, Matsumoto S, Simon JC, Fukatsu T
  • 雑誌名: Science 巻: 330 ページ: 1102-1104
  • 査読あり
• [学会発表] 共生と生物進化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 深津武馬
  • 学会等名: 筑波大学生命環境科学系 地球・人類共生科学研究機構発足記念シンポジウム
  • 発表場所: 筑波大学（茨城）
  • 年月日: 2014-12-03
  • 招待講演
• [学会発表] 昆虫の暮らしを支える小さな仲間 その秘密を理解し、活用する (2014)
  • 著者名/発表者名: 土`田 努
  • 学会等名: 第7回北陸合同バイオシンポジウム in 越中八尾
  • 発表場所: 越中八尾（富山）
  • 年月日: 2014-11-28
  • 招待講演
• [学会発表] 虫だけ見てもわからないこと：微生物との共生による昆虫の環境適応と進化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 深津武馬
  • 学会等名: 日本昆虫学会第74回大会
  • 発表場所: 広島大学（広島）
  • 年月日: 2014-09-15
  • 招待講演
• [学会発表] Biodiversity, symbiosis and evolution (2014)
  • 著者名/発表者名: Takema Fukatsu
  • 学会等名: 15th International Symposium on Microbial Ecology
  • 発表場所: COEX Convention Center, Seoul, Korea
  • 年月日: 2014-08-29
  • 招待講演
• [学会発表] 共生で進化する生命 (2014)
  • 著者名/発表者名: 深津武馬
  • 学会等名: 日本進化学会第16回大阪大会 市民公開講座 サイエンストーク＆シアター「生きものはつながりの中に」
  • 発表場所: 高槻現代劇場（大阪）
  • 年月日: 2014-08-23
  • 招待講演
• [学会発表] 昆虫と内部共生細菌との生物間相互作用を介した共進化適応過程の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 深津武馬
  • 学会等名: 日本進化学会第16回大阪大会 日本進化学会学会賞および木村資生記念学術賞 受賞講演
  • 発表場所: 高槻現代劇場（大阪）
  • 年月日: 2014-08-23
  • 招待講演
• [学会発表] 共生、進化、生物多様性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 深津武馬
  • 学会等名: 日本学術会議公開シンポジウム「進化は生物学を統合する」
  • 発表場所: 日本学術会議（東京）
  • 年月日: 2014-08-09
  • 招待講演
• [学会発表] 昆虫の環境適応と共生細菌 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土`田 努
  • 学会等名: 第8回細菌学若手コロッセウム “共生微生物エースセッション”
  • 発表場所: ニセコ（北海道）
  • 年月日: 2014-08-07
  • 招待講演
• [学会発表] 共生がもたらす新規生物機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 深津武馬
  • 学会等名: 生物科学セミナー
  • 発表場所: 東京大学理学部（東京）
  • 年月日: 2014-06-25
  • 招待講演
• [学会発表] Symbiosis, evolution and biodiversity (2014)
  • 著者名/発表者名: Takema Fukatsu
  • 学会等名: EPFL Life Science Seminar
  • 発表場所: EPFL, Lausanne, Switzerland
  • 年月日: 2014-06-13
  • 招待講演
• [学会発表] Symbiosis, evolution and insect diversity (2014)
  • 著者名/発表者名: Takema Fukatsu
  • 学会等名: The 20th IOM Congress
  • 発表場所: Blumenau, Brazil
  • 年月日: 2014-06-04
  • 招待講演
• [学会発表] 昆虫と微生物の共進化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 深津武馬
  • 学会等名: 琉球大学熱帯生物圏研究センターセミナー
  • 発表場所: 琉球大学熱帯生物圏研究センター（沖縄）
  • 年月日: 2014-05-08
  • 招待講演
• [学会発表] 昆虫における複合適応形質進化の解明へのゲノム情報の利用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 嶋田透、深津武馬
  • 学会等名: 第57回日本応用動物昆虫学会大会
  • 発表場所: 日本大学湘南キャンパス
• [学会発表] 体色を変える共生細菌：多重感染による影響の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土田 努、古賀 隆一、深津 武馬
  • 学会等名: 第57回日本応用動物昆虫学会大会
  • 発表場所: 日本大学湘南キャンパス
• [学会発表] 昆虫の体色を変える共生細菌：その発見と分子基盤の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土田 努
  • 学会等名: 公開シンポジウム「共生細菌により昆虫が獲得する新規生物機能の解明と制御への基盤研究」
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂
• [学会発表] 共生細菌による宿主昆虫の体色変化：隠蔽色に関わる共生の分子基盤の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 深津武馬
  • 学会等名: 「複合適応形質進化の遺伝子基盤解明」平成24年度 公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂
• [学会発表] Molecular bases underlying the color pattern diversity in dragonflies (2012)
  • 著者名/発表者名: Futahashi R., Fukatsu T.
  • 学会等名: Euro Evo Devo Lisbon 2012
  • 発表場所: University of Lisbon, Lisbon, Portugal
• [学会発表] Molecular basis of color pattern formation in dragonflies (2012)
  • 著者名/発表者名: Futahashi R., Fukatsu T.
  • 学会等名: XXIV International Congress of Entomology
  • 発表場所: EXCO, Daegu, Korea
• [学会発表] Biodiversity, Symbiosis and Evolution (2012)
  • 著者名/発表者名: Fukatsu T.
  • 学会等名: XXIV International Congress of Entomology
  • 発表場所: EXCO, Daegu, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] トンボの体色変化に関わる分子機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 二橋亮、深津武馬
  • 学会等名: 日本動物学会第83回大会
  • 発表場所: 大阪大学
• [学会発表] Infectious aphid body color (2011)
  • 著者名/発表者名: 土田努、古賀隆一、二河成男、重信秀治、深津武馬
  • 学会等名: Sixth International Symposium on Molecular Insect Science
  • 発表場所: NH Grand Krasnapolsky (Amsterdam, The Netherlands)
  • 年月日: 2011-10-03
• [学会発表] 共生細菌が引き起こす昆虫の体色変化機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土田努、二河成男、深津武馬
  • 学会等名: 日本進化学会第13回大会
  • 発表場所: 京都大学百周年時計台記念館(京都)
  • 年月日: 2011-07-30
• [学会発表] 共生細菌が引き起こす昆虫の体色変化機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土田努、二河成男、深津武馬
  • 学会等名: 新学術領域研究会議「複合適応形質進化の遺伝子基盤解明」
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター(愛知)
  • 年月日: 2011-07-05
• [学会発表] 共生細菌による宿主昆虫の体色変化:隠蔽色に関わる共生の分子基盤の解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 深津武馬
  • 学会等名: 新学術領域「複合適応形質進化の遺伝子基盤」2010年度第二回領域会議
  • 発表場所: 理化学研究所発生・再生科学総合研究センター(神戸)
  • 年月日: 2011-02-25
• [学会発表] Aphid color polymorphism is generated by a facultative endosymbiont (2011)
  • 著者名/発表者名: 土田努・古賀隆一・堀川美津代・角田鉄人・眞岡孝至・松本正吾・Jean-Christophe Simon・深津武馬
  • 学会等名: The 20th CDB Meeting "Molecular Bases for Evolution of Complex Traits"
  • 発表場所: 理化学研究所発生・再生科学総合研究センター(神戸)
  • 年月日: 2011-02-24
• [学会発表] 共生がもたらす新規生物機能の探索、発見、機能解明からゲノム基盤の理解へ
  • 著者名/発表者名: 深津武馬
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際展示場（兵庫県）
  • 招待講演
• [学会発表] Biodiversity, Endosymbiosis and Evolution
  • 著者名/発表者名: Takema Fukatsu
  • 学会等名: The 1st Asian Invertebrate Immunology Symposium
  • 発表場所: In-Duk Hall, Pusan National University, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] 共生がもたらす生命の多様性
  • 著者名/発表者名: 深津武馬
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会 市民公開講座
  • 発表場所: 名古屋大学 野依記念学術交流館（愛知県）
  • 招待講演
• [学会発表] 共生細菌に誘導されるアブラムシ緑色化遺伝子の探索と機能解析
  • 著者名/発表者名: 松澤宏明、杉本貴文、重信秀治、二河成男、深津武馬、土田努
  • 学会等名: 第15回日本進化学会大会
  • 発表場所: 筑波大学（茨城県）
• [学会発表] 昆虫の体色を変える共生細菌
  • 著者名/発表者名: 土田努、杉本貴文、松澤宏朗、藤原亜希子、古賀隆一、重信秀治、二河成男、深津武馬
  • 学会等名: 日本動物学会第84回岡山大会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山県）
• [学会発表] Molecular mechanisms of the Rickettsiella symbiont-induced body color change of the aphid
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Matsuzawa, Takafumi.N.Sugimoto, Naruo Nikoh, Takema Fukatsu and Tsutomu Tsuchida
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Life Science in Toyama -Symbiosis and Sociality in Insects
  • 発表場所: 富山大学（富山県）
• [学会発表] 共生細菌が引き起こすアブラムシ体色変化の分子機構
  • 著者名/発表者名: 松澤宏朗、杉本貴史、重信秀治、鎌倉昌樹、前川清人、二河成男、深津武馬、土田努
  • 学会等名: 第58回日本応用動物昆虫学会大会
  • 発表場所: 高知大学（高知県）
• [図書] ゲノムで進化の謎を解く！ (2015)
  • 著者名/発表者名: 深津武馬 他 共著、長谷部光泰 編
  • 出版者: 学研メディカル秀潤社
• [図書] 【対話】共生―生命の教養学VIII (2013)
  • 著者名/発表者名: 深津武馬、市野川容孝（著） 鈴木晃仁（編）
  • 総ページ数: 252
  • 出版者: 慶應義塾大学出版会
• [備考] 複合適応形質進化の遺伝子基盤解明
  • URL: https://staff.aist.go.jp/t-fukatsu/SGJHome.html
• [備考] 複合適応形質進化の遺伝子基盤解明
  • URL: https://staff.aist.go.jp/t-fukatsu/SGJHome.html
• [備考] 共生細菌による宿主昆虫の体色変化：隠蔽色に関わる共生の分子基盤の解明
  • URL: https://staff.aist.go.jp/t-fukatsu/SGJFukatsu.html
• [備考] （独）産業技術総合研究所 生物プロセス研究部門 生物共生進化機構研究グループ
  • URL: https://staff.aist.go.jp/t-fukatsu/
• [備考] 富山大学 土田研究室
  • URL: http://www3.u-toyama.ac.jp/symbiont/
• [備考] コナカイガラムシの代謝経路を構築する複雑な共生システムを発見
  • URL: http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2013/pr20130621_2/pr20130621_2.html
• [備考] 複合適応形質進化の遺伝子基盤解明
  • URL: http://staff.aist.go.jp/t-fukatsu/SGJHome.html
• [備考] 共生細菌による宿主昆虫の体色変化：隠蔽色に関わる共生の分子基盤の解明
  • URL: http://staff.aist.go.jp/t-fukatsu/SGJFukatsu.html
• [備考] 昆虫の体色を変化させる共生細菌を発見 －共生細菌が赤色のアブラムシを緑色に変える－
  • URL: http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2010/pr20101119/pr20101119.html
• [備考] アカトンボがどうして赤くなるのかを解明 －酸化還元反応による体色変化機構－
  • URL: http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2012/pr20120710/pr20120710.html
• [備考] アカトンボがどうして赤くなるのかを解明
  • URL: http://staff.aist.go.jp/t-fukatsu/CATNewsVol3NoS1.pdf
• [備考]
  • URL: http://staff.aist.go.jp/t-fukatsu/SGJHome.html
• [備考]
  • URL: http://staff.aist.go.jp/t-fukatsu/SGJFukatsu.html
• [備考]
  • URL: http://ttsymbioss.web.fc2.com/publications.html
• [備考] 産業技術総合研究所/理化学研究所プレスリリース「昆虫の体色を変化させる共生細菌を発見」
  • URL: http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2010/pr20101119/pr20101119.html
• [備考] 新学術研究領域「複合適応形質進化の遺伝子基盤解明」ニュースレターVol.1No.S1「昆虫の体色を変える共生細菌の発見」
  • URL: http://staff.aist.go.jp/t-fukatsu/CATnewsVol1NoS1.pdf