Integrative analyses of endogenous enzymes involved in wood degradation in termites

白蚁木材降解中涉及的内源酶的综合分析

• 批准号: 22H02360
• 负责人: 徳田 岳
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: University of the Ryukyus
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02360/
• 关键词: 昆虫科学; 木材消化; シロアリ; 内源性消化酵素; 消化生理; セルロース

本年度はヤマトシロアリの成熟ワーカーを用いて唾液腺と中腸部のRNA-seqを実施した。採集直後のシロアリと２日間絶食させたシロアリ（各５グループ）の唾液腺および中腸よりトータルRNAを抽出した。RNAはマクロジェンに送付し、TruSeqライブラリー作製と次世代シーケンス（NovoSeq6000; 150 bpペアエンド)を依託した。各サンプルより平均5000万リードを取得し、FastPによるアダプタートリミングとQCを実施した後、解析に使用した。DESeq2による解析の結果、唾液腺および中腸のいずれにおいても731遺伝子（全遺伝子の約5％）が絶食前後で有意な遺伝子発現の変動を示した（Padj<0.05）。近年解析の終了したヤマトシロアリゲノム（Shigenobu et al. 2022 PNAS）より得られたCDS配列に対して、RSEMを用いて中腸及び唾液腺に由来するRNA配列のリードをマッピング（Bowtie2)し、内源性発現遺伝子の発現量の定量を行った。さらCarbohydrate Active Enzymes (CAZymes)のデータベースであるdbCAN2（ver.11）を用いて、ヤマトシロアリゲノムより得られたCDS配列から、糖質の分解や修飾に関係する酵素遺伝子の配列を抽出した。その結果、ヤマトシロアリは中腸と唾液腺の間で大きく異なる消化酵素の発現パターンを示すことが明らかになった。セルロース消化酵素としては唾液腺ではGH9（セルラーゼ）が高発現しているが、中腸での発現量が低く、代わりにAA15（LPMO）が中腸において比較的高発現していた。シロアリを絶食させるとGH22（リゾチーム）の発現量が増加しており、肛門食によって受け渡される腸内微生物を消化している可能性が示唆された。また、主要な消化酵素についてはタンパク質発現系も構築した。

This year, the RNA-seq of the salivary gland and midgut of the mature human body was performed this year. After collecting the salivary glands of the salivary glands of the midgut of the 2-day hunger strike, the RNA was extracted. RNA はマクロジェンに发出し, TruSeq ライブラリーproduced and next-generation シーケンス (NovoSeq6000; 150 bpペアエンド)をdepend on した. Each サンプルより averages 50 million リードを to obtain し, FastP によるアダプタートリミングとQC を実した, and analyze the にした. DESeq2 analysis result, salivary gland midgut analysis 731 remaining child (all Approximately 5% of the remaining patients did not intend to do so before and after the hunger strike (Padj<0.05). Analysis has ended in recent years (Shigenobu et al. 2022 PNAS) より得られたCDS arrangement に対して, RSEM を いて midgut and び salivary gland に origin するRN A arrangement of のリードをマッピング (Bowtie2)し, endogenous 発出账伝子の発真人のquantitative を行った.さらCarbohydrate Active Enzymes (CAZymes)のデータベースであるdbCAN2（ver.11）を用いて、ヤマトシロアリゲノムより得られたCDS arrangement から, sugar decomposition や modification に relationship する enzyme 缝子の arrangement を extraction した.その Results, ヤマトシロアリは midgut and salivary glands で大きくdifferentなるDigestive Enzyme の発成パターンを Show すことが明らかになった.セルロース digestive enzyme としては salivary gland GH9 (セルラーゼ) 高発出しているが, midgutでの発现quantityがlowく, daiわりにAA15 (LPMO) が中 intestinal において is compared with the high 発现していた.シロアリをhunger strikeさせるとGH22（リゾチーム）の発真人が Increase しており, The possibility of digestion of intestinal microorganisms and the possibility of digestion by anal food and drink are indicated by the instigation of anus.また、Main なDigestive enzyme についてはタンパクquality発appears to be constructed した.

项目成果

ゲノム配列を利用したヤマトシロアリ木材消化酵素の発現解析

利用基因组序列分析大和白蚁木材消化酶的表达

• 发表时间: 2023
• 作者: 渡邊希香;山溝千尋;横山英子;石橋和大;瀬尾茂美;小杉海斗・高木圭子・藤井告・伴野豊・金児雄;大森裕介・小杉海斗・藤井告・伴野豊・金児雄;木矢 剛智・子浦 由大・國生 龍平・金子 佳樹・岩見 雅史・木矢 星歌;金子 佳樹・國生 龍平・岩見 雅史・木矢 剛智;河合祐作・浜島りな・小林迪弘・池田素子;國生 龍平・子浦 由大・岩見 雅史・木矢 剛智;原屋正龍・池田素子・浜島りな;礒部 詩保・浜島 りな・小林 淳・池田 素子;河合祐作・浜島りな・池田素子;浜島りな・原屋正龍・池田素子;原屋正龍・池田素子・浜島りな;徳田 岳・関根麗子・渡辺裕文
• 通讯作者: 徳田 岳・関根麗子・渡辺裕文