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2022 年度 実績報告書

オス殺し細菌WolbachiaをあやつるファージWOの遺伝子機能・進化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21J00895
配分区分補助金
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

新井 大  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 昆虫制御研究領域 昆虫微生物機能ユニット, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2024-03-31
キーワードオス殺し / 共生微生物 / Wolbachia / 昆虫 / 進化 / ファージ
研究実績の概要

本研究では、昆虫に感染する共生細菌Wolbachiaが引き起こすオス殺し現象の分子メカニズムおよび獲得プロセスを、Wolbachiaに感染するファージWOに着目して解明することを目的としている。2022年度は、Wolbachiaの遺伝子機能解析に加え、さまざまな昆虫に感染するWolbachiaのゲノムを解析した。あわせてWolbachiaと同様にオス殺しを誘導する細菌Spiroplasmaのゲノムを解析した。具体的な成果は以下のとおりである。
・チャハマキオス殺しWolbachiaの遺伝子機能解析:オス殺しwHm-t株のみがもつファージWO領域に座上する遺伝子を、ショウジョウバエ(安定)およびチャハマキ(一過性)で発現させ、強いオス致死活性を引き起こす遺伝子を絞り込めた。
・Wolbachiaゲノムの解析:スジマダラメイガ由来wCauB株、スジコナマダラメイガwKue,セジロウンカwFur、キチョウwCI、およびリュウキュウムラサキwBol1株などのゲノムを解読した。wBol1株ゲノムには多型がみられ、wHm-t株がもつオス殺し関連WO領域と極めて相動性が高い領域が認められた。
・培養細胞を使った共生微生物感染細胞の樹立とSpiroplasmaのゲノム解析:ゲノム解析や表現型解析のため、さまざまな昆虫由来のWolbachia 株を培養細胞に感染させ維持した。同様の方法でチャハマキに感染するオス殺し細菌Spiroplasma ixodetis sHm株を維持することにも成功、ゲノム解析からオス殺しSpiroplasma poulsonii MSRO株のオス殺し遺伝子Spaidを持たないことが分かった。

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

機能解析系の樹立、Wolbachiaのゲノム解析、および論文化についても当初の想定通りに進んでいるため、概ね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

2023年度は最終年度として、引き続きオス殺し遺伝子の機能解析に取り組むとともに、Wolbachiaが複数のオス殺しメカニズムを獲得するに至った進化プロセスを、ゲノム進化解析を通して理解する。諸外国(台湾、インドネシア、ベトナム、オーストラリア)の共同研究者とともに野外調査をすすめ、オス殺しWolbachiaの進化プロセスの解明に取り組む。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件)

  • [国際共同研究] 台湾茶業改良所(その他の国・地域)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      台湾茶業改良所
  • [国際共同研究] ガジャマダ大学(インドネシア)

    • 国名
      インドネシア
    • 外国機関名
      ガジャマダ大学
  • [国際共同研究] カントー大学(ベトナム)

    • 国名
      ベトナム
    • 外国機関名
      カントー大学
  • [国際共同研究] 西シドニー大学(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      西シドニー大学
  • [国際共同研究] INRAE(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      INRAE
  • [雑誌論文] Male-killing mechanisms vary between Spiroplasma species.2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Arai, Maki N. Inoue, Daisuke Kageyama
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 13 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fmicb.2022.1075199

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Distinct effects of three Wolbachia strains on fitness and immune traits in Homona magnanima2022

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Ueda, Hiroshi Arai, Kazuki Masaike, Madoka Nakai, Maki N. Inoue
    • 雑誌名

      Heredity

      巻: - ページ: 1-8

    • DOI

      10.1038/s41437-022-00574-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mass-Rearing and Molecular Studies in Tortricidae Pest Insects2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Arai, Yuna Ishitsubo, Madoka Nakai, Maki N. Inoue
    • 雑誌名

      Journal of Visualized Experiments

      巻: 181 ページ: -

    • DOI

      10.3791/63737

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Male-killing-associated bacteriophage WO identified from comparisons of Wolbachia endosymbionts of Homona magnanima2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Arai, Hisashi Anbutsu, Yohei Nishikawa, Masato Kogawa, Kazuo Ishii, Masahito Hosokawa, Shiou-Ruei Lin, Masatoshi Ueda, Madoka Nakai, Yasuhisa Kunimi, Toshiyuki Harumoto, Daisuke Kageyama, Haruko Takeyama, Maki N. Inoue
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2022.06.12.495854

  • [雑誌論文] Distinct Effects of the Male-Killing Bacteria Wolbachia and Spiroplasma and a Partiti-Like Virus in the Tea Pest Moth, Homona magnanima2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Arai, Takumi Takamatsu, Shiou-Ruei Lin, Tetsuya Mizutani, Tsutomu Omatsu, Yukie Katayama, Madoka Nakai, Yasuhisa Kunimi, Maki N. Inoue
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2022.04.29.490121

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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