共生細菌ブフネラを収納するアブラムシ菌細胞のEST解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14760031
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 中鉢 淳 理化学研究所, 微生物生態系機能解析室, 基礎科学特別研究員 (40332267)
• Keywords: アブラムシ / 菌細胞 / Buchnera / cDNAライブラリー / EST解析 / 細胞分裂 / 増殖制御 / 転写制御

Research Abstract

アブラムシは血体腔内の菌細胞に、垂直感染を繰返しゲノムサイズも縮小するなど、なかばオルガネラ化した共生細菌、Buchneraを多数収納している。本研究では宿主側のBuchneraに対するはたらきかけを知ることで、共生系の存立基盤の解明をめざす。この目的のため、今年度はキャップトラッパー法を用いて菌細胞cDNAライブラリーを構築、宿主発現遺伝子群の網羅的解析(EST解析)を開始した。
また同時に、Buchnera増殖の制御因子を得るための予備実験として、有翅虫と無翅虫におけるBuchneraの増殖パターンの差異に注目し、Buchnera遺伝子の発現解析を行った。研究代表者はこれまでに、ポリアミン合成の鍵酵素であるS-adenosylmethionine decarboxylase (SAMDC)をコードする遺伝子が、有翅虫のみに存在するBuchnera数回復期に一過的に高発現することを明らかにしているが、さらに今年度は細菌分裂の際の収縮環形成に関わるftsA、ftsl、ftsL、ftsW、ftsZの発現パターンを解析した。その結果、ftsL遺伝子はSAMDC遺伝子発現量の増大に先駆けてその発現レベルが上昇することが明らかとなった。Buchneraゲノム上には転写制御因子をコードする遺伝子が存在しないため、Buchnera遺伝子は転写制御を受けないとの推論もなされていたが、上記の結果によりBuchnera遺伝子群が厳密な転写制御を受けていることが確認された。これは宿主側よりBuchnera細胞内に移入されるトランスファクターの存在を示唆するものと言える。これに基づきBuchneraゲノム上のシスエレメントと宿主アブラムシのトランスファクターの探索を進めている。