性寄生細菌ボルバキアが誘起する生殖異常の逆遺伝学的解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14740461
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 佐々木 哲彦 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (60235257)
• Keywords: ボルバキア / スジコナマダラメイガ / ファージ / 生殖異常 / 細胞質不和合 / 雄殺し / 細胞内共生 / 形質転換

Research Abstract

多くの節足動物の細胞内に寄生するボルバキア属の細菌は,宿主の生殖に干渉し,性転換,単為生殖,雄殺し,雄の不妊化などの生殖異常を誘起する。これらの生殖異常は細胞内に存在する寄生生物が宿主の有性生殖に歪みを生じさせるというきわめて興味深い現象であり,また生殖操作を利用した新技術の開発にも応用できる可能性をもつが,その分子機構はまったく分かっていない。本研究はボルバキアの形質転換技術を開発し,逆遺伝学的手法により生殖異常の分子機構を解明することを目的とする。
本研究に先立ち,ボルバキアに感染するファージが存在することを発見した。このファージを遺伝子導入ベクターとして利用すれば,ボルバキアの形質転換法が開発できると期待される。本研究では,さまざまなボルバキア感染昆虫から超遠心法によるファージ粒子の精製を試み,スジコナマダラメイガから多量の粒子を得ることに成功した。粒子から抽出したDNAを解析し,このファージは約20Kbの直鎖状2本鎖DNAをゲノムとしてもち,ラムダファージに比較的近縁であることを明らかにした。また,異なる系統のボルバキアに2重感染した昆虫を材料にファージ感染状況を解析し,ファージがボルバキア間で水平感染することを確認した。これによりファージを利用した形質転換が可能であることが裏付けられた。形質転換法を開発するためには,ボルバキアを培養することが不可欠である。そこで培養法の検討を行い,スジコナマダラメイガ由来のボルバキアを蚊の培養細胞に感染させ,in vitroで培養することに成功した。

Research Products

• [Publications] Ikeda, T., Ishikawa, H., Sasaki, T.: "Regulation of Wolbachia density in the Mediterranean flour moth, Ephestia kuehniella, and the almond moth, Cadra cautella"Zoological Science. 20. 153-157 (2003)
• [Publications] Sasaki, T., Kubo, T., Ishikawa, H.: "Interspecific transfer of Wolbachia between two lepidopteran insects expressing cytoplasmic incom-patibility : a Wolbachia variant naturally infecting Cadra cautella causes male killing in Ephestia kuehniella"Genetics. 162. 1313-1319 (2002)