| 研究課題/領域番号 |
21K05619
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分39050:昆虫科学関連
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| 研究機関 | 鹿児島大学 |
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研究代表者 |
内海 俊樹 鹿児島大学, 理工学域理学系, 教授 (20193881)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | アブラムシ / ブフネラ / 共生 / 菌細胞 / システインリッチペプチド / RNAi / マメ科植物 / 根粒 / RNA干渉 / 細胞内共生 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
アブラムシは、体内の菌細胞とよばれる共生器官で、共生細菌ブフネラとの絶対共生を成立させており、この共生がアブラムシの旺盛な繁殖力を支えている。菌細胞には、機能不明の菌細胞特異的システインリッチペプチド（BCR）が存在しており、共生の成立に必須な分子であると予想される。本研究では、BCR遺伝子を標的とした合成RNAをアブラムシに人工飼料と共に給餌し、菌細胞でのBCRの機能を喪失させることを試みる。合成RNAの給餌によるBCRの機能低下とアブラムシ個体の重量、生存率や繁殖率との相関を検討し、「アブラムシのBCRはブフネラとの共生に必須であるか？」という問いに対する答えを明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
アブラムシは、体内の菌細胞とよばれる共生器官で、細菌ブフネラとの絶対共生を成立させており、そこには、機能不明の菌細胞特異的システインリッチペプチド(BCR)が存在する。本研究の目的は、「BCRはブフネラとの共生に必須である」ことを証明することである。
エンドウヒゲナガアブラムシの菌細胞には、BCR1~6とBCR8の7種のBCRが存在する。それぞれのBCR遺伝子を標的としたsiRNAを混合した人工飼料の給餌により、発現の抑制を試みた。siRNAの給餌により、給餌開始72時間後までの生存率が著しく低下した。本研究により、アブラムシのBCRは、ブフネラとの共生に必須であることが強く示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
地球上の殆どのアブラムシは、ブフネラと共生している。BCRは、全てのアブラムシの菌細胞に共通して存在すると推定されている。従って、BCRの遺伝子発現やペプチド機能を抑制する薬剤の探索は、アブラムシ特異的な新規殺虫剤に結びつく可能性がある。
マメ科植物と根粒菌の共生では、根粒中のシステインリッチペプチド（NCR）が必須である。NCRはマメ科植物由来であるが、生物学的特性はBCRと酷似している。本研究により、「アブラムシとマメ科植物は、完全に独立した進化を辿ったにも関わらず、よく似たシステインリッチペプチドで共生微生物を制御する。」という驚くべき共通原理の存在が明らかとなった。
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