共生細菌Wolbachiaによる宿主操作の分子メカニズムの解明

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細胞内共生細菌ボルバキアと宿主の節足動物が分子レベルでどのようなやりとりをしているのか明らかにしようと試みた。特に、宿主の細胞機能を操作するボルバキア因子の同定を目指した。実験にはモデル生物であるキイロショウジョウバエとそれに感染するボルバキアを用いた。ボルバキアの持つ宿主細胞の機能操作因子は、過剰に存在すると宿主細胞に悪影響を与えると考え、以下の方法を用いて同定を目指した。まず、ショウジョウバエの培養細胞を使ったボルバキア遺伝子のスクリーニングを行った。培養細胞の成育を阻害するボルバキア遺伝子を同定した結果、10個のボルバキア遺伝子を同定した。これらのコードするタンパク質は、ボルバキア特異的なものが4つ、共生細菌ではない細菌の持つタンパク質に相同性の高いものが6つであった。ショウジョウバエ個体でも効果を示すか否かを観察するため、トランスジェニック系統を作製し、ボルバキアタンパク質を強制発現した。その結果、全身で強制発現すると致死となるボルバキアタンパク質を1つ同定した。ボルバキアが感染節足動物に対して引き起こす生殖操作の一つに細胞質不和合性がある。これは、感染雄と非感染雌が交尾した際、子が致死となる現象である。今回同定したボルバキアタンパク質の細胞質不和合性への関与を検討するため、全身発現により強い致死を引き起こしたボルバキアタンパク質を生殖細胞でのみ強制発現した。その結果、雄の妊性が大きく低下し、細胞質不和合性によく似た現象を引き起こした。現在、このボルバキアタンパク質による雄不妊を詳細に解析している。