Integrative analyses of endogenous enzymes involved in wood degradation in termites

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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。