消化・細胞内共生系を用いた共生の発達機構

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04264103
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 石川 統 東京大学, 理学部, 教授 (70012482)
• 研究分担者: 山村 則男 佐賀医科大学, 医学部, 助教授 (70124815) ; 藤島 政博 山口大学, 理学部, 教授 (40127783) ; 松本 忠夫 東京大学, 教養学部, 教授 (90106609) ; 庄野 邦彦 東京大学, 教養学部, 教授 (60050457) ; 山岡 郁雄 山口大学, 理学部, 教授 (30034705)
• キーワード: アミノ酸再利用系 / nodD遺伝子 / 分子進化 / 大核内共生細菌 / 腸内共生原虫 / クラスター分析 / 寄生から共生へのモデル

研究概要

1.人工培地上で飼育した、共生体をもつアブラムシおよびもたないアブラムシの排出する甘露中のアミノ酸組成の比較、および窒素同位体標識グルタミンの代謝の検討から、アブラムシは細胞内共生体に支えられた、グルタミンを中心とするユニークなアミノ酸再利用系をもつことを明らかにした。
2.根粒菌の宿主特異性について検討し、nodD遺伝子が各植物に特異的なフラボノイドを認識できるような分子進化をたどりつつあることを示唆する結果を得た。
3.ゾウリムシの大核内共生細菌ホロスボラの増殖型の分裂と感染型分化の調節について調べた結果、増殖型の二分裂には、自身の合成タンパク質の他に、宿主の合成する特異的タンパク質が必要であるとの示唆が得られた。
4.下等シロアリの腸内共生原虫の代謝産物の一部は、腸内に共生するメタン細菌によって巧妙に利用されていることを明らかにし、それらの細菌は原虫に共生してする場合とシロアリの腸壁に付着している場合があり、主体は後者であるらしいことがわかった。
5.日本産ヤマトシロアリ属の原生動物相の変異を、全国84コロニーについて調べ、クラスター分析した結果、これらが大きく2群に分かれることを明らかにした。
6.繁殖適応度を念頭に置いた数理モデルの構築によって、異種生物間の関係が寄生から相利共生へ移行する条件について考察し、このような移行が可能になるための条件を指摘した。

研究成果

• [文献書誌] O-Yu Kwon: "Uniqur structure in the intergenic and 5'external transcribed spacer of rDNA from the pea aphid,Acyrthosiphon pisum." European Journal of Biochemistry. 206. 935-940 (1992)
• [文献書誌] Takema Fukatsu: "A novel eukaryotic extracellular symbiont in an aphid,Astegopteryx styraci (Homoptera,Aphididae,Hormaphidinae)" Journal of Insect Physiology. 38. 763-773 (1992)
• [文献書誌] Takema Fukatsu: "Soldier and male of an eusocial aphid Colophina arma lack endosymbiont:Implication for physiological and evolutionary interaction between host and symbiont." Journal of Insect Physiology. 38. 1033-1042 (1992)
• [文献書誌] O-Yu Kwon: "Nucleotide sequence and presumed secondary structure of the internal transcribed spacers of rDNA of the pea aphid,Acyrthosiphon pisum." Comparative Biochemistry and Physiology. 103B. 651-655 (1992)
• [文献書誌] Chiaki Ohtaka: "Accumulation of adenine and thymine in a groE homologous operon of an intracellular symbint." Journal of Molecular Evolution. (1993)
• [文献書誌] Takema Fukatsu: "Occurence of chaperonin 60 and chaperonin 10 in primary and secondary symbiont of aphids:Impliootions for evolution of endosymbiotic system in aphids." Journal of Molecular Evolution. (1993)
• [文献書誌] 石川 統: "生物科学入門コース1 遺伝子の生物学" 岩波書店, 174 (1992)