2017 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 – 2019-03-31
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| Keywords | ミカンキジラミ / Profftella armatura / ディアフォリン / 生物活性 / 共生細菌ゲノム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２９年度の主な成果として、I）原核生物に対するディアフォリンの新規生物活性の発見、II）ヒト正常細胞に対するディアフォリンの生物活性の解明、III）ミカンキジラミ体内でのディアフォリンの局在の解明、IV）キジラミ新規共生細菌２種の全ゲノム塩基配列の決定、V）ミカンキジラミ近縁種からのProfftella姉妹系統共生細菌の発見、が挙げられる。Iはきわめて新規性が高く、細菌を用いた有用物質生産等、産業への応用利用も期待されるため、特許出願の準備を進めている。IIは、平成２８年度までに明らかにしていた、ヒト各種がん細胞に対するディアフォリンの抗がん活性のデータを補完するもので、創薬シード化合物としてのディアフォリンの可能性の判断基盤となる。IIIは自然界におけるディアフォリンの生理・生態学的機能について示唆を与えるもので、世界的な農業害虫であるミカンキジラミの生物学的防除に向けた基盤情報となる。IVは日本産キジラミ種に由来する共生細菌２種のゲノム情報の解明で、キジラミと原核生物の共進化について新たな知見を提供する。Vは、Profftellaとごく近縁な細菌の発見で、Profftellaの比較ゲノム解析の前提が整ったことを意味する。Profftellaは他に類例の知られていない「オルガネラ様防衛共生体」であり、その進化過程の解明は生物学の重要課題である。今回発見された細菌を用いて比較ゲノム解析を行い、Profftellaの進化機構の解明をめざす。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
申請時、本研究計画は以下の５項目から構成された。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４０種余を用いてアンプリコン解析を行い、Profftellaの姉妹系統と目される共生細菌を発見するとともに、植物病原細菌や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成功している。また、解析２については計画通りに解析を完了し、学術論文として成果を発表した。解析３については、Profftellaの選択的除去は断念したものの、キジラミより抽出したディアフォリンを各種生物に与えて活性を検証し、真核性の天敵に対する防衛機能を強く示唆する結果を得た。解析４についても、当初計画どおりに局在解析およびキジラミ個体別濃度解析を完了した。解析５では、ディアフォリンの抗がん活性について各種データを取得した。解析３、４、５については、現在論文の準備中である。さらに、解析３に関連して、ディアフォリンが原核生物に対し、きわめて新規性の高い生物活性を持つことを見出した。以上のことから、本研究計画は当初計画を上回る成果を上げて順調に進展していると判断される。ただし、原核生物への生物活性は平成２９年度後半に明らかとなったものであり、さらに慎重に検証を進めるため、研究期間を１年間延長した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２９年度に発見した、原核生物に対するディアフォリンの新規生物活性について、多様な側面から詳細な解析を進める。また、当初研究計画の解析１については、平成２９年度に発見されたProfftella姉妹系統共生細菌を中心に、各種共生細菌のゲノム解析を進める。これに基づく比較ゲノム解析により、他に類例の知られていない「オルガネラ様防衛共生体」であるProfftellaの進化機構の解明をめざす。
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| Causes of Carryover |
平成29年度後半になされた新発見に基づき、研究期間を１年間延長することとしたため。
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