コナカイガラムシ細胞内共生系における機能・相互作用・進化に関する研究

コナカイガラムシは、昆虫菌細胞内部で二種の細菌が入れ子状に共生するというほかに例のない特異な共生系を維持している。多様な昆虫-微生物共生系においても、細菌同士の安定的な細胞内共生関係は他に例が無い。そして、細菌様の細胞体同士による細胞内共生が、真核細胞への進化の契機であるという共生説は広く認められており、細菌間の細胞内共生の成立・維持機構の解明は生物進化の大きな課題である。本研究においては、コナカイガラムシの持つ特異な入れ子状共生系を分子生物学的・組織学的手法を用いて様々な側面から明らかにしていくことを目的としている。本年度は、主に2つの進展があった。1つはFerrisia属とMaconellicoccu属のコナカイガラムシの入手および共生細菌叢の解析結果であり、これによってコナカイガラムシ共生系の進化について新たな知見が得られた。もう1つは、人工餌上で一世代の飼育が成功したことである、これによって抗生物質による共生細菌除去系統の作成が見込めるようになった。コナカイガラムシではほぼ全ての系統で昆虫-細菌-細菌の三層になる入れ子状共生系が成立しているとされている。しかし、Ferrisia属とMaconellicoccu属においては、これまで一次共生細菌のみが検出され、二次共生細菌が検出されていなかった。そこで、この2つの属のコナカイガラムシを入手し、共生細菌叢を調べたところ、Ferrisia属では二次共生細菌を持っていることなど新たな発見があった。また、各細菌の機能などを調べるために、抗生物質を用いた共生細菌の選択的除去系統の確立を試行している。人工餌上でのコナカイガラムシの継代飼育が可能になったことで、抗生物質を混入した人工餌を用いて共生細菌を除去した系統を得られる可能性が非常に高くなった。

コナカイガラムシは、昆虫菌細胞内部で二種の細菌が入れ子状に共生するというほかに例のない特異な共生系を維持している。多様な昆虫-微生物共生系においても、細菌同士の安定的な細胞内共生関係は他に例が無い。そして、細菌様の細胞体同士による細胞内共生が、真核細胞への進化の契機であるという共生説は広く認められており、細菌間の細胞内共生の成立・維持機構の解明は生物進化の大きな課題である。本研究においては、コナカイガラムシの持つ特異な入れ子状共生系を分子生物学的・組織学的手法を用いて様々な側面から明らかにしていくことを目的としている。本年度は、主に2つの進展があった。1つはFerrisia属とMaconellicoccu属のコナカイガラムシの入手および共生細菌叢の解析結果であり、これによってコナカイガラムシ共生系の進化について新たな知見が得られた。もう1つは、人工餌上で一世代の飼育が成功したことである、これによって抗生物質による共生細菌除去系統の作成が見込めるようになった。コナカイガラムシではほぼ全ての系統で昆虫-細菌-細菌の三層になる入れ子状共生系が成立しているとされている。しかし、Ferrisia属とMaconellicoccu属においては、これまで一次共生細菌のみが検出され、二次共生細菌が検出されていなかった。そこで、この2つの属のコナカイガラムシを入手し、共生細菌叢を調べたところ、Ferrisia属では二次共生細菌を持っていることなど新たな発見があった。また、各細菌の機能などを調べるために、抗生物質を用いた共生細菌の選択的除去系統の確立を試行している。人工餌上でのコナカイガラムシの継代飼育が可能になったことで、抗生物質を混入した人工餌を用いて共生細菌を除去した系統を得られる可能性が非常に高くなった。