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2022 年度 実績報告書

細胞内共生細菌における突然変異率の進化動態とその駆動要因の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K15071
研究機関沖縄国際大学

研究代表者

金城 幸宏  沖縄国際大学, 経済学部, 研究員 (40865515)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
キーワードゲノム進化 / 突然変異率 / 細胞内共生
研究実績の概要

突然変異率の進化に関する現在の理論では、対象生物における進化的な定常状態を仮定しているため、生態的変化に伴う動的な進化過程にある生物の変異率進化を予測できない。本研究では、既存の理論に基づいた予測とは異なる変異率進化の挙動を示すことが知られている細胞内共生細菌について、突然変異率の進化動態とその進化駆動要因について明らかにすることで、既存の突然変異率進化の理論における定常状態の仮定を緩和し、より一般的な理論へと拡張することを目的としている。
本年度はまず、昨年度に引き続き国内各地に分布する対象属のアブラムシの採集、およびDNA抽出を行った。得られたDNAを用いて、次世代シーケンスのライブラリ作製、およびシーケンスまでを複数回実施した。得られた次世代シーケンスデータを用いて、合計で48系統のアブラムシについて、一次共生細菌(Buchnera aphidicola)および二次共生細菌(Serratia symbiotica)のゲノム配列解読を実施した。その結果、一次共生細菌Buchnera aphidicolaにおいては44株の、二次共生細菌Serratia symbioticaについては37株の完全長あるいは準完全長のドラフトゲノム配列を得ることができた。さらに、およそ50のアブラムシ系統で完全長のミトコンドリアゲノムの配列を得ることができた。これらのデータを既存の公開ゲノムデータと合わせることにより、46系統のアブラムシにおいて、一次共生細菌、二次共生細菌、ならびにミトコンドリアのそれぞれについて比較ゲノム解析を実施した。その結果、2種の共生細菌ゲノムにおいては、ゲノム縮小の過程でそれぞれ異なる変異スペクトラムを持つことを示唆する結果を得た。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件)

  • [国際共同研究] シドニー大学(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      シドニー大学
  • [雑誌論文] Coevolution of Metabolic Pathways in Blattodea and Their Blattabacterium Endosymbionts, and Comparisons with Other Insect-Bacteria Symbioses2022

    • 著者名/発表者名
      Kinjo Yukihiro、Bourguignon Thomas、Hongoh Yuichi、Lo Nathan、Tokuda Gaku、Ohkuma Moriya
    • 雑誌名

      Microbiology Spectrum

      巻: 10 ページ: e02779-22

    • DOI

      10.1128/spectrum.02779-22

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The functional evolution of termite gut microbiota2022

    • 著者名/発表者名
      Arora Jigyasa、Kinjo Yukihiro、Sobotnik Jan、Bucek Ales、Clitheroe Crystal、Stiblik Petr、Roisin Yves、Zifcackova Lucia、Park Yung Chul、Kim Ki Yoon、Sillam-Dusses David、Herve Vincent、Lo Nathan、Tokuda Gaku、Brune Andreas、Bourguignon Thomas
    • 雑誌名

      Microbiome

      巻: 10 ページ: 78

    • DOI

      10.1186/s40168-022-01258-3

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ゲノム縮小進化過程における遺伝的浮動の影響に関する網羅的調査2023

    • 著者名/発表者名
      金城幸宏
    • 学会等名
      日本ゲノム微生物学会
  • [学会発表] 共生細菌におけるゲノム縮小の進化動態と分子進化パラメータの推定バイアス2022

    • 著者名/発表者名
      金城幸宏
    • 学会等名
      日本微生物生体学会

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公開日: 2024-12-25  

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