Molecular mechanisms underlying how Drosophila-associated yeasts and bacteria contribute to larval growth

果蝇相关酵母和细菌如何促进幼虫生长的分子机制

• 批准号: 21K06186
• 负责人: 服部 佑佳子
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06186/
• 关键词: 微生物叢（酵母・細菌）; 栄養; ショウジョウバエ; 個体成長; 宿主ー微生物相互作用; 代謝; 成長; 生物種間相互作用; 共生微生物（細菌・酵母）; マルチオミクス

動物と共生する微生物叢は、宿主の生理機能に様々な役割を果たしており、そのひとつが動物の成長を支える代謝産物（栄養素）の供給である。しかし、多数の共生微生物種のうち、どの種がどのような代謝産物を介して宿主成長を支えているかについては、依然として不明な点が多い。本研究では、自然界でショウジョウバエ幼虫の成長に必須の役割を担う共生酵母・細菌に着目した。単離共生微生物を混合して無菌幼虫に与える微生物再構成系や、微生物や宿主の遺伝子発現や代謝産物の網羅的比較解析により、微生物叢が供給する幼虫成長を支える栄養素の同定と、その栄養素が幼虫成長を支える分子機構や宿主―微生物叢間での代謝ネットワークの理解を目指す。当該年度には、複数の微生物が共存することの意義について解析を行った。その結果、ある特定の微生物種の増殖を、共存する別の微生物種が促進することにより、幼虫の成長が支えられていることを見出している。また、微生物種間での幼虫成長を支える能力の違いを、微生物と幼虫のそれぞれの側から解析した。具体的には、微生物種間で幼虫体内での消化のされやすさに違いがないかを検証したり、微生物種が供給する栄養成分の違いについてメタボローム解析を行ったりした。さらに、注目する栄養成分について、幼虫の成長を支えられない微生物とともに与えて幼虫の成長が回復するかのレスキュー実験も行い、成長に寄与する栄養素を同定した。異なる微生物叢を食べた幼虫の遺伝子発現についても、どのような遺伝子が微生物叢間で変動していたかについて、遺伝子機能の解析を行ったり、先行研究のデータとの比較解析を行った。

与动物共生的微生物群在宿主的生理功能中起着多种作用，其中之一是支持动物生长的代谢产物（营养素）。然而，关于哪种共生微生物物种支持宿主生长，这些代谢物的代谢仍然众所周知。这项研究的重点是共生酵母和细菌，这些酵母在自然界中果蝇幼虫的生长中起着重要作用。 By combining isolated symbiotic microorganisms and giving them to aseptic larvae, comprehensive comparative analysis of gene expression and metabolites of microorganisms and hosts, we aim to identify nutrients that support larval growth provided by the microbiota, as well as understanding the molecular mechanisms in which these nutrients support larval growth and metabolic networks between the host and microbiota.在今年，我们分析了多种微生物共存的重要性。结果，我们发现幼虫生长得到了通过其他共存微生物促进某些微生物物种的生长来支持的。此外，从微生物和幼虫的侧面分析了支持微生物物种中幼体生长的能力的差异。具体而言，我们研究了微生物物种之间幼虫内消化的易用性，并进行了代谢组分析以确定微生物物种提供的营养含量差异。此外，我们进行了救援实验，以确定幼虫的生长是否会通过向无法支持幼虫生长的微生物喂养，并确定有助于生长的营养。还分析了幼虫的基因表达不同的微生物群的基因功能，并比较了先前研究的数据，以确定微生物群之间哪种基因波动。

项目成果

個体成長を支える栄養基盤としてのショウジョウバエ共生微生物叢の機能解析

果蝇共生微生物群作为支持个体生长的营养基础的功能分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 牟禮 あゆみ;櫻井望;高橋 優喜;和多田 正義;加藤 紀彦;後藤 愛那;片山 高嶺;上村 匡;服部 佑佳子
• 通讯作者: 服部 佑佳子

個体成長を支える宿主―微生物叢相互作用

支持个体生长的宿主-微生物群相互作用

• 发表时间: 2022
• 作者: Lai Yi-Ting;Sasamura Takeshi;Kuroda Junpei;Maeda Reo;Nakamura Mitsutoshi;Hatori Ryo;Ishibashi Tomoki;Taniguchi Kiichiro;Ooike Masashi;Taguchi Tomohiro;Nakazawa Naotaka;Hozumi Shunya;Okumura Takashi;Aigaki Toshiro;Inaki Mikiko;Matsuno Kenji;服部 佑佳子
• 通讯作者: 服部 佑佳子

Functional analysis of the Drosophila-associated microbes as nutrient sources for larval growth

果蝇相关微生物作为幼虫生长营养源的功能分析

• 发表时间: 2023
• 作者: Ayumi Mure;Nozomu Sakurai;Yuuki Takahashi;Masayoshi Watada;Toshihiko Katoh;Aina Gotoh;Takane Katayama;Tadashi Uemura;and Yukako Hattori
• 通讯作者: and Yukako Hattori

研究内容紹介：栄養環境への適応戦略と共生微生物叢の役割の理解

研究简介：了解营养环境的适应策略和共生微生物群的作用

個体成長を支える宿主微生物叢代謝ネットワークの解明

阐明支持个体生长的宿主微生物群代谢网络

• 发表时间: 2022
• 作者: Ota R;Ide T;Michiue T.;服部 佑佳子
• 通讯作者: 服部 佑佳子