Evolutionary and immunological basis of an insect intracellular symbiosis

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本研究では、細胞内共生を派生的に獲得したヒメナガカメムシとその共生細菌を主な対象に自然免疫系の遺伝子群の機能解析や細胞培養実験系を通して細胞内共生の包括的理解を目指している。本年度は遺伝子の機能解析を中心に進めた。ヒメナガカメムシ由来cDNAあるいは長鎖合成オリゴヌクレオチドを元に、それぞれ20、30種のdsRNAを合成した。それらを150 ng/ulの濃度で若い雌成虫に注射して、母性RNAiを誘導し、卵の観察と固定、共生細菌の定量を行った。十分な核酸量確保のために10個の卵を1サンプルとして抽出した。結果、３つの遺伝子処理区において、多数の成虫致死や極端な胚発生異常がみられたため、それらの遺伝子配列を検討対象から除外した。既に機能が判明しているUbxと他２つの処理区において菌細胞形成の異常が見られた。これらの２遺伝子について、追加で個別にRNAi処理を実施して、多数の卵を観察、固定した。さらに、RNAiによる菌細胞喪失に伴う共生細菌の減少量の検出が可能か、定量的PCRを実施したところ、Ubx-RNAiにより共生細菌コピー数が2から3割減少したが、値が大きくばらついたため、RNAi後の発生段階がずれやすい卵ではなく孵化直後の個体を用いて再実験を行う必要がある。また、オリゴヌクレオチド由来のRNA合成は実験操作を簡略化コスト減に成功したがRNAi効果の早期減衰が見られたため、重要な処理区ではdsRNAの配列を長くして再実験した。当初の予定年度内および繰越年度においても感染症の影響を大きく受け、実験と観察の中断が度々生じて、ベンチワークが遂行不能となったため、細胞内共生細菌Lariskellaのゲノム解析、ナガカメムシ類のミトコンドリアゲノムの多型解析、沖縄産害虫の腸内細菌多様性およびゲノム解析、昆虫共生菌・寄生菌類のゲノム解析などリモート環境で実施可能な研究を進めた。