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

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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。