中途半端な共生を科学する：異宿主への適応プロセスから導く共生進化ロジック

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「微生物との共生」は多くの動植物に見られる普遍的な現象であり、生物進化を駆動する原動力ともなってきた。これら共生微生物は高度な宿主特異性を示すが、その進化過程は複雑で今なお進化生態学・微生物学におけるブラックボックスとなっている。我々はその謎を解く鍵が、微生物が稀に見せる「異宿主（本来の自然宿主ではない生物）への中途半端な共生」にあると考えている。中途半端な共生は新たな宿主に適応するための初期段階とも捉えられ、特異性の進化過程を理解する上で極めて重要だと考えられるが、再現性が低いため研究の俎上に載せることが困難であった。しかし最近我々は、ホソヘリカメムシとBurkholderia共生細菌から成る昆虫共生系において、“再現性の高い”異宿主への中途半端な感染現象を発見することに成功した。本研究では、この独自の実験系を用いて中途半端な感染現象の遺伝的基盤を解明し、宿主特異性の進化プロセス・進化原理の統合的理解を目指す。本年度はBurkholderia共生細菌に近縁で中途半端な共生をみせるBurkholderia fungorumとPandoraea属細菌について、共生時の宿主への影響を解明する目的で、共生器官の形態変化の比較解析、発現遺伝子の比較解析、細胞分裂頻度や気管形成の比較解析を行った。また、昨年に引き続き、B. fungorumのTn-seq解析を行うためにトランスポゾン変異挿入効率の確認や、ホソヘリカメムシへの感染時に見られるボトルネックの強度について推定を行った。これによりB. fungorumのTn-seq解析を行うための準備が整ったと言える。