昆虫共生器官の形態形成機構および進化発生的起源の解明

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本年度は主に以下の３点について研究を進行した。１，内臓筋による盲嚢配置機構：チャバネアオカメムシ成虫の共生器官は、主管の周りに細菌の詰まった盲嚢が4列に配置する特徴的な構造を示す。前年度までの研究により、内臓筋が盲嚢の配置を規定する可能性が示唆された。本年度はそれらの成果をまとめてmBioに論文投稿し、受理された。２，変態関連遺伝子による共生器官の形態と機能変化：チャバネアオカメムシの共生器官は、幼虫から成虫になる過程でダイナミックな形態変化を呈する。前年度までの研究により、その形態変化は変態関連遺伝子によって制御されることが示された。また、カメムシを標的とした遺伝子発現解析の結果から、形態変化に伴い食物の消化に関わる機能も変化することが示唆された。本年度は、共生細菌の遺伝子発現に注目したところ、成虫体内ではメチオニンやシステインといった含硫アミノ酸の合成が盛んになっていることが明らかになった。特にシステインは、雌成虫が盛んに産生する卵の卵殻部分の主要構成アミノ酸であることが判明した。それらの結果より、カメムシの成長および変態に伴い、共生器官のみならず共生細菌の機能も変化して、カメムシの繁殖を支えている可能性が示唆された。以上の成果は論文投稿中である。３，共生細菌の分解吸収制御機構：前年度までの研究により、Hox遺伝子labialが共生器官直前に位置するM4bで特異的に発現し、共生細菌の消化のための遺伝子発現制御をおこない、カメムシの成長に必要な栄養獲得に関与する可能性が示唆された。本年度は細菌消化により獲得される栄養素の同定と論文執筆に注力した。