研究の目的
高度な分子遺伝学的技術が自在に駆使できるショウジョウバエ、およびさまざまな昆虫類に雄殺しや細胞質不和合といった高度な生殖操作をおこなう内部共生細菌であるスピロプラズマとボルバキアをモデル系として、内部共生および微生物による昆虫の生殖操作に関与する分子機構を解明することを目的とする。宿主昆虫側からはショウジョウバエの分子遺伝学的技術を活用した突然変異体スクリーニングを、共生細菌側からはゲノム解析を主要なアプローチとして採用し、内部共生および生殖操作に関わるさまざまな分子過程を総合的に理解することをめざす。さらにはその成果を適用することにより、昆虫共生工学や昆虫生殖工学といった新たな応用分野への展開も志向する。
研究項目及び実施体制
- EP 因子挿入突然変異系統の作成および生殖操作救済突然変異体のスクリーニング
- 生殖操作関連遺伝子の同定及び構造、発現、機能解析
- 雄殺しおよび非雄殺しスピロプラズマのゲノム解析
(深津 武馬/(独)産業技術総合研究所)
研究の内容及び主要成果
- 共生細菌の感染維持に影響するような宿主昆虫の突然変異体を取得した。
- 共生細菌の感染密度と雄殺し表現型強度の関係から、生殖操作表現型に関する「閾値密度仮説」を提唱するとともに、共生細菌の感染維持にかかわる宿主昆虫の免疫系との相互作用および回避機構を解明した。
- 雄殺し共生細菌スピロプラズマNSRO 系統のゲノムを解析した。
- 共生細菌から宿主昆虫への遺伝子水平転移現象を発見した。
見込まれる波及効果
共生細菌における昆虫免疫系の回避機構、宿主体内における高密度感染機構、生殖操作の分子機構などの理解からは、将来的には新規微生物農薬の開発、殺虫効果の増強、天敵昆虫の性特異的な制御や生産技術の開発などへの展開が期待される。
主な発表論文
- Anbutsu H., Fukatsu T. Tissue-specific infection dynamics of male-killing and non-male-killing spiroplasmas inDrosophila melanogaster. FEMS Microbiol. Ecol. 55: in press (2006)
- Kondo N., et al. : Infection density of Wolbachia endosymbiont affected by co-infection and host genotype. Biol. Let. 1: 488-491(2005)
- Anbutsu H., Fukatsu T. : Population dynamics of male-killing and non-male-killing spiroplasmas in Drosophila melanogaster. Appl.Environ. Microbiol. 69: 1428-1434 (2003)
- Hurst G. D. D., et al. : Hidden from the host: Spiroplasma bacteria infecting Drosophila do not cause an immune response, but are suppressed by ectopic immune activation. Insect Mol. Biol. 12: 93-97 (2003)
- Kondo N., et al. : Genome fragment of Wolbachia endosymbiont transferred to X chromosome of host insect.Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99: 14280-14285 (2002)
研究のイメージ
