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細胞内共生微生物ボルバキアに関する進化学的・細胞生物学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 09044203
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 動物生理・代謝
研究機関東京大学

研究代表者

石川 統  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (70012482)

研究分担者 星崎 杉彦  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (10270894)
森岡 瑞江 (森岡 瑞枝)  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (20272461)
佐々木 哲彦  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (60235257)
三浦 一芸  農水省, 中国農業試験場, 主任研究官
野田 博明  農水省, 蚕糸・昆虫農業技術研究所, 室長(研究職)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
6,900千円 (直接経費: 6,900千円)
1999年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1998年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
1997年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
キーワード性比歪曲因子 / 細胞質不和合 / ボルバキア密度 / コオロギ / 雌化 / 雄性致死 / トランスポゾン / プロファージ / 性比 / 節足動物 / 共生微生物 / リケッチア / 性比異常 / 宿主受容性 / アワノメイガ / マダラメイガ / ボルバキア / 系統解析 / WOSP / 精子 / groEオペロン / 産雌性単為生殖
研究概要

1.雌バイアス性比が不完全に母性遺伝するようなアズキノメイガ非ボルバキア感染系統(MD7)において,いったんは正常性比に自然治癒した,すなわち性比歪曲因子が伝達されなかったようにみえた場合でも,数世代後にふたたび強い雌バイアス性比を示すようになる場合のあることが確認された.同様の現象は,低頻度ながら,アズキノメイガの他の系統においても観察された.
2.タイワンエンマコオロギにおけるボルバキア感染と,それによる生殖異常について調べた.まず,ボルバキアの膜タンパク質遺伝子wspに基づく系統解析を行い,このコオロギに感染しているボルバキアは,ヒメトビウンカ,ヒラタコクヌストモドキ,チョウの1種,タマゴヤドリコバチおよびテントウムシなどに保持されているボルバキアと近縁であることがわかった.つぎに,生殖異常のタイプを検討する目的で,テトラサイクリン処理によって非感染系統を作製し,感染系統との間で交配実験を行った.その結果,感染雄と非感染雌の交配においてのみ,受精卵の孵化率が約20%にまで低下することがわかった.これによって,コオロギへのボルバキアの感染は比較的強度の細胞質不和合をもたらしていることがわかった.さらに,コオロギの各組織におけるボルバキアの分布をPCR法によって調べたところ,体液および精子にのみボルバキアの存在が認められなかった.また,定量PCR法による解析結果から,ボルバキアの密度は脂肪体においてもっとも高いことが明らかになった.
3.遺伝的雄を雌化することによってアズキノメイガの性比を歪めることの知られているボルバキアを,微細外科手術によってスジコナマダラメイガへ移植した.この結果,後者にも性比の歪みがもたらされたが,遺伝解析の結果,これは雌化によるものではなく,雄性致死に起因することが明らかになった.これによって,ボルバキアによる生殖異常の表現型を決めるのは,ボルバキアの系統の違いではなく,宿主の側であることが強く示唆された.
4.マダラメイガ類に感染するボルバキア類のゲノムには多くのトランスポゾンが散在することを明らかにし,それらの構造を解析した.また,ボルバキアゲノム中に存在するプロファージ様配列を発見し,各系統におけるその分布を調べることによって,このファージの進化的起源を考察した.

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (46件)

  • [文献書誌] T. SASAKI: "Wolbachia infections and cytoplasmic incompatibily"Zoological Science. 16. 739-744 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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  • [文献書誌] S.MASUI: "The first detection of the insertion sequence"Plasmid. 42. 13-19 (1999)

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  • [文献書誌] H. ISHIKAWA: "Chemically-defined diets in Atudies of"Int. J. of Ecol. Eruiron, Sci.. 25. 267-276 (1999)

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  • [文献書誌] K. MATSUMOTO: "Phoosphocarrier proteins in an intracellular"J. of Biochem. 126. 578-583 (1999)

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  • [文献書誌] Y.HONGOH: "Cloning, sequence analysis, and expression"Insect Biochem, Mol. Biol.. 30. 173-182 (2000)

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  • [文献書誌] K. KOMAKI: "Genomic copy number of intrace llular bacterial symbionts"Insect Biochem, Mol. Biol..

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. L. Wilkinson: "The assimilation and allocation of nutrients symbiotic and aposymbiotic"Ent. Exp. Appl.. 91. 195-201 (1999)

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  • [文献書誌] K. Komaki: "Intracellular bacterial symbionts of aphids possess mangy genomic copies"J. Mol. Evol. 48. 717-722 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Sasaki: "Horizontal transfer of Wolbachia in the Mediterranean flour moth, Ephestia"Heredity. (in press).

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. L. Wilkinson: "Injection of amino acids substitutes for bacterial supply in aposymbiotic"Entomol. Exp. Appl.. (in press).

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  • [文献書誌] S. Shigenobu: "Mutualism as revealed by the genome sequence of Buchnera sp. ASP,"Nature. (in press).

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. L. Wilkinson: "On the functional significance of symbiotic microorganisms in the"Entomol. Exp. Appl.. (in press).

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  • [文献書誌] S. Kamoda: "Wolbachia infection and cytoplasmic incompatibility in the cricket"J. Exp. Biol.. (in press).

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  • [文献書誌] T. Sasaki & H. Ishikawa: "Wolbachia infections and cytoplasmic incompatibility in the alomond moth and the Mediterranean flour moth."Zoological Sci.. 16. 739-744 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Masui, S. Kamoda, T. Sasaki & H. Ishikawa: "The first detection of the insertion sequence ISW 1 in the intracellular reproductive parasite Wolbachia."Plasmid. 42. 13-19 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H. Ishikawa: "Chemically-defined diets in studies of the intracellular symbioses of Homopterae with microorganisms."Int. J. Ecol. Environ. Sci.. 25. 267-276 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Matsumoto, M. Morioka & H. Ishikawa: "Phosphocarrier proteins in an intracellular symbiotic bacterium of aphids."J. Biochem.. 126. 578-583 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Hongoh, T. Sasaki & H. Ishikawa: "Cloning, sequence analysis, and expression in Eacherichia coli of the gene encoding a uricase from the yeast-like symbiont of the brown planthopper, Nilaparvata lugens."Insect Biochem. Mol. Biol.. 30. 173-182 (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Komaki & H. Ishikawa: "Genomic copy number of intracellular bacterial symbionts of aphids varies in response to developmental stage and morph of their host."Insect Biochem. Mol. Biol.. (in press).

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. L. Wilkinson & H. Ishikawa: "The assimilation and allocation of nutrients symbiotic and aposymbiotic pea aphids Acyrthosiphon pisum."Ent. Exp. Appl.. 91. 195-201 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Komaki & H. Ishikawa: "Intracellular bacterial symbionts of aphids possess many genomic copies per bacterium."J. Mol. Evol.. 48. 7171-722 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Sasaki & H. Ishikawa: "Horizontal transfer of Wolbachia in the Mediterranean flour moth, Ephestia kuehniella, by embryonic micro injection."Heredity. (in press).

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    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. L. Wilkinson & H. Ishikawa: "Injection of amino acids substitutes for bacterial supply in aposymbiotic pea aphids (Acyrthosiphon pisum)."Entomol. Exp. Appl.. (in press).

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    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Shigenobu, H. Watanabe, M. Hattori, Y. Sakaki & H. Ishikawa: "Mutualism as revealed by the genome sequence of Buchnera sp. ASP, an endocellular symbiont of aphids."Nature. (in press).

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.L. Wilkinson & H. Ishikawa: "On the function significane of symbiotic microorganisms in the Homoptera : A comparative study of Acyrthosiphon pisum and Nilaparvata lugens."Entomol. Exp. Appl.. (in press).

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    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kamoda, S. Masuui, H. Ishikawa & T. Sasaki: "Wolbachia infection and cytoplasmic incompatibility in the cricket, Teleogryllus taiwanema"J. Exp. Biol.. (in press).

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    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Sasaki: "Wolbachia infections and cytoplasmic incompotibility"Zoological Science. 16. 739-744 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] S. Masui: "The first detection of the insertion sequence・・・"Plasmid. 42. 13-19 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] H. ISHIKAWA: "Chemically-defined diets in studies of・・・"International J. of Ecol. Environ, Sci.. 25. 267-276 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K. Matsumoto: "Phosphocarrier proteins in an intracellular・・・"Journal of Biochemistry. 126. 578-583 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Hongoh: "Cloning, sequence analysis, and expresion・・・"Insect Biochem. Mol, Biol.. 30. 173-182 (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T. Sasaki: "Horizontal transfer of Wolbachia in・・・"Heredity. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sasaki: "Analysis of Wolbachia protein synthesis in .." Insect Molecular Biology. 7. 101-105 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] H.R.Braig: "Cloning and characterization of a gene ...." Journal of Bacteriology. 180. 2373-2378 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] D.Kageyama: "Female-biased sex ratio in the Asian corn..." Heredity. 81. 311-316 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 石川 統: "昆虫の共生微生物研究の進展" 植物防疫. 52. 469-470 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 星崎 杉彦: "虫の生殖を操る共生微生物Wolbachiaと細胞質不和合性,・・・" 植物防疫. 52. 471-474 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 三浦一芸: "共生微生物Wolbachiaと天敵昆虫-特に寄生蜂について" 植物防疫. 52. 475-479 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] H. Dohra: "Cloning and sequencing of gene for a periplasmic 5.4kDa peptide of the Macronucleus-specific.." Zoological Science. 14. 69-75 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S. Sato: "Expression and control of an operon from an intracellular symbiont which is homologous to.." Journal of Bacteriology. 179. 2300-2304 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S. Sato: "Structure and expression of the dnaKJ operon of Buchnera, an intracellular symbiotic bacteria" Journal of Biochemistry. 122. 41-48 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S. Masui: "groE-homologous operon of Wolbachia, an intracellular symbiont of arthropods : A new approach" Zoological Science. 14. 701-706 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T. Sasaki: "Analysis of Wolbachia protein synthesis in Drosophila in vivo." Insect Molecular Biology. 7. 1-5 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Hongoh: "Uric and as a nitrogen resource for the brown planthopper, Nilaparvate lugens : Studies with.." Zoological Science. 14. 581-586 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S. L. O'Neill (ed.): "Influential Passenges : Inherited Microoerganisms and Arthropod Reproduction" Oxford University Press, 214 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 石川 統: "分子からみた生物学" 裳華房, 149 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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