2015 Fiscal Year Annual Research Report
ミカンキジラミから見つかった「オルガネラ様防衛共生体」の基盤解析
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26292174
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
中鉢 淳 豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 准教授 (40332267)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ミカンキジラミ / オルガネラ様防衛共生体 / Profftella / ディアフォリン / 二次代謝産物 / ポリケチド / 生物活性 / 共生細菌叢 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２７年度の主な成果として、I）キジラミ１１種の共生細菌叢の解明、II）ミカンキジラミ体内でのProfftellaの感染・増殖動態の解明、III）ディアフォリンの昆虫に対する生物活性の解明、IV）ディアフォリンの抗がん活性についての基礎データの取得、が挙げられる。Iは、昨年度行ったキジラミ２８種の共生細菌叢解析と同様、16S rRNA遺伝子を対象としたアンプリコン解析によるもので、キジラミの種ごとに異なる多様な共生細菌叢を明らかにするとともに、様々な系統の興味深い共生細菌群を見出した。IIについては、16S rRNAを標的としたFISH（fluorescence in situ hybridization）によるもので、栄養共生細菌Candidatus Carsonella ruddii （Gammaproteobacteria）とオルガネラ様防衛共生細菌Candidatus Profftella armatura （Betaproteobacteria）の、ミカンキジラミ体内における感染・増殖動態を明らかにした。IIIは、自然界におけるミカンキジラミの天敵に対して、ディアフォリンが防衛毒として有効であることを示した。IVについては、「文部科学省新学術領域研究・がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動・化学療法基盤支援活動」のお力添えを得、ディアフォリンの抗がん活性について複数の重要データを得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究計画では、以下の解析を行うこととしている。解析１：Profftella姉妹種の探索と比較ゲノム解析 / 解析２：ミカンキジラミ体内でのProfftellaの感染・増殖動態の解析 / 解析３：Profftellaの選択的除去による防衛機能の検証 / 解析４：ディアフォリンの局在解析、およびキジラミ個体別濃度解析 / 解析５：ディアフォリンの抗がん効果の検証。
解析１については、これまでにキジラミ３９種について、多様な共生細菌叢を明らかにした。本計画で主要な探索対象としているオルガネラ様防衛共生体Candidatus Profftella armatura （Betaproteobacteria）の姉妹系統と目される細菌の検出に成功するとともに、キジラミ以外の昆虫グループの必須共生細菌や植物病原細菌の姉妹系統、抗生物質等の産生が期待される放線菌類など、多様な共生細菌群を検出し、今後の研究の発展に資する基盤データを得ることが出来た。これらのうち、一部については、すでにゲノム解析にも着手している。また、FISH法を用いた解析２についても計画通りに進捗している。解析５では、ディアフォリンのヒトがん細胞に対する抗がん活性についてデータを得るとともに、ディアフォリンやその類縁体であるペデリンの生物活性についても、興味深い結果を得ている。また、解析３、４についても、本試験に入るための準備が整いつつある。以上のことから、本研究計画は、順調に進展していると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
解析１については、これまでに、Profftella姉妹系統と目される細菌を複数のキジラミ種から検出することに成功したが、ミカンキジラミの場合と異なり、いずれもそれぞれの昆虫の共生細菌叢においてマイノリティーらしく、共生器官内に安定的に維持されている可能性は高くないものと推察される。また、キジラミ以外の昆虫グループの必須共生細菌や植物病原細菌の姉妹系統、抗生物質等の産生が期待される放線菌類など、興味深い共生細菌が多数検出されている。これらについて、まずFISHを行い、その局在情報に基づいて標的共生細菌を単離した上で、ゲノム解析を進めて行く予定である。解析３については、各種抗生物質をミカンキジラミに投与することで、Profftellaの選択的除去を試みる。抗生物質処理の効果の検証は、Profftella特異的なプライマーを用いた診断PCRやリアルタイム定量PCRにより行う。本研究項目は不確実性が高いため、抗生物質処理の効果が思わしくない場合は、深追いせず、他の項目に研究資源を振分ける。解析４については、高速液体クロマトグラフィー（HPLC）や飛行時間質量分析（TOF-MS）、MS-イメージング装置により、ミカンキジラミ体内におけるディアフォリンの局在および濃度分布を調査する。
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| Causes of Carryover |
年度末に不足額が生じないよう、慎重な予算執行を心がけたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
各種消耗品などに使用予定。
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