タバココナジラミ菌細胞を用いた新たな共生機能解析技術の開発

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吸汁性農業害虫の中には、共生細菌を収納するための“菌細胞”という特殊な共生器官を体内に持つものが多く存在する。この菌細胞共生系は、宿主昆虫と共生細菌が互いに不足する栄養素を補い合う生存・繁殖に必須のシステムであることから、生物学のみならず農学分野からも注目されている。しかし、その特異性ゆえに菌細胞共生系で使用できる簡便かつ効果的な遺伝子操作技術が不足しており、分子機構の多くは未解明である。そこで本課題では、「(I)タバココナジラミ菌細胞の長期安定維持手法の確立」、「(II)タバココナジラミ体細胞由来培養細胞株の樹立」、「(III)タバココナジラミ菌細胞由来培養細胞株の樹立」、「(IV)ハイコンテント解析使用条件の最適化」の４つの段階的な研究課題を設定して、タバココナジラミ菌細胞を用いた共生関連遺伝子の機能解析手法の開発を目指す。初年度、課題(I)ではまず、入手しやすい市販培養液のGrace’s insect medium、IPL-41を候補としベース培養液の検討を行った。その結果、IPL-41では培養後の時間経過に伴って細胞膜が維持されなくなり、細胞の形が崩れることが判明したため、Graceを選定した。続いて、FBS濃度の検討を行った結果、濃度を２０％に増やすことで、細胞膜が良好に維持され、菌細胞の色が濃い (共生細菌が生存している) 状態で長期維持でき、培養後の生存率向上に成功した。さらに、グルタミンとPVP（Polyvinylpyrrolidone K90) の添加についても検討を行った結果、Grace 20F + PVP 1mg/ml + glutamine 20mM条件において、培養７日後の菌細胞生存率約8割 (78.54 ± 2.129 %) が達成された。さらに、課題(II)では、タバココナジラミ卵を大量に回収しホモジナイズした状態から初代培養を開始した条件において、9ヶ月以上培養液中にて生存している状態 (位相差顕微鏡で細胞外観等の様子から確認)を維持しているサンプルが存在することを確認した。