| 研究課題/領域番号 |
18K06383
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| 研究機関 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
和多田 正義 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 教授 (00210881)
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| 研究分担者 |
陰山 大輔 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 上級研究員 (60401212)
澤村 京一 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (90247205)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | ショウジョウバエ / 性比異常 / ウイルス / ボルバキア / 寿命 |
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| 研究実績の概要 |
2018年の長野県菅平高原におけるヤマカオジロショウジョウバエの採集では、採集個体が少なく、全雌系統を検出することはできなかった。2015年と2017年採集の北海道の系統では全雌化をひきおこすボルバキアの系統が遺伝的に多型であることが明らかになった。ボルバキアの全メス系統の孵化率と卵から成虫までの生存率を調査したところ、ボルバキアによる全雌化も雄殺しであることが示唆された。Partitivirusによる全メス系統では、正常系統と比較して未交尾個体による産卵数の増加やミトコンドリアの形態異常が観察された。そのためボルバキアの系統とともにPartitivirusによる全メス系統の寿命を測定することにした。しかし、ウイルス系統もボルバキア系統も寿命に関してはコントロールとの差はなかった。
トランスクリプトーム解析（RNA-seq）によって、ヤマカオジロショウジョウバエの非細菌性全メス現象の原因として疑われたPartitivirusの４種類の転写産物（MKV1, MKV2, MKV3, MKV4）に関して、その局在を明らかにするため、蛍光in situハイブリダイゼーション（FISH）を行なったところ、４種類の転写産物が細胞内で共局在していることが明らかとなった。さらにRACEにより４種類の転写産物の末端配列を解読したところ、３‘末端に相同性の高い部分が存在していたことから、これらはすべて１種類のPartitivirusが持つ分節である可能性が高いと考えられた。さらに、それぞれの分節に存在するコード領域がオス殺しに関与している可能性を検証することを目的として、RNAiの実験を行なったが、成虫へのインジェクションによるRNAi自体の効果がほとんどないことが明らかになったのでRNAi実験を打ち切り、キイロショウジョウバエに発現ベクターを介して強制発現させる方向に切り替えた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2018年の長野県におけるヤマカオジロショウジョウバエの採集では、採集個体が少なく、野外での全雌系統を検出することはできなかったが、今後の採集により全雌系統が北海道の集団だけかどうか明らかになる。北海道で採集されたボルバキアによる全雌系統は2015年の3系統と2017年の３系統であった。2017年の北海道の３系統はミトコンドリアDNAでは遺伝的に同一系統であることが明らかになったが、2015年に採集された系統とは遺伝的に分化しており、ヤマカオジロショウジョウバエに雌化をおこすボルバキアが同一集団で遺伝的には多型状態であることが示された。トランスクリプトーム解析（RNA-seq）によって、ヤマカオジロショウジョウバエの非細菌性全メス現象の原因として疑われたPartitivirusの４種類の転写産物（MKV1, MKV2, MKV3, MKV4）は、蛍光in situハイブリダイゼーション（FISH）により４種類の転写産物が細胞内で共局在していることが明らかとなった。また、RACEにより４種類の転写産物の末端配列を解読したところ、３‘末端に相同性の高い部分が存在していたことから、これらはすべて１種類のPartitivirusが持つ分節でことが示唆された。４種類のコード領域に関して二本鎖RNA合成して行ったRNAi実験ではこの種では効果的でないことが分かった。現在、キイロショウジョウバエに発現ベクターを介して強制発現させる実験に切り替え、予備実験ではポジティブな結果が得られている。
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| 今後の研究の推進方策 |
2018年の長野県におけるヤマカオジロショウジョウバエの採集では、採集個体が少なく、野外での全雌系統を検出することはできなかった。今後は筑波大学の菅平高原実験所内の演習林で定期的にヤマカオジロショウジョウバエを採集することにより、十分な個体数を確保し、北海道のデータと比較できるようにする。また、ヤマカオジロショウジョウバエの非細菌性全メス現象の原因として疑われたPartitivirusの４種類の転写産物（MKV1, MKV2, MKV3, MKV4）をGal4-UASを用いて、キイロショウジョウバエで発現する実験を行い、これらのうちどの遺伝子がオス殺し遺伝子であるかどうかを明らかにする。さらに他のGal4系統でも強制遺伝子発現を行い、MKV1～４のどれがオス殺し遺伝子であるかを明らかにする。
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