【生物】ゾウムシが硬いのは共生細菌によることを解明 チロシン合成に特化し、外骨格の硬化・着色に必須な共生細菌/産総研

1白夜φ ★@\(^o^)/ 2017-09-22 22:17:18

発表・掲載日:2017/09/19

ゾウムシが硬いのは共生細菌によることを解明

−チロシン合成に特化し、外骨格の硬化・着色に必須な共生細菌−

ポイント

・ゾウムシ4種の共生細菌ナルドネラの極小ゲノムの配列を決定、解析

・アミノ酸の一種であるチロシン合成に特化し、ゾウムシ外骨格の硬化・着色に関与

・共生細菌の新規機能の解明のみならず、新たな害虫防除法開発のシーズとして期待

概要

国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】(以下「産総研」という)生物プロセス研究部門【研究部門長 田村 具博】深津 武馬 首席研究員(兼)生物共生進化機構研究グループ 研究グループ長、産総研・早大 生体システムビッグデータ解析オープンイノベーションラボラトリ【ラボ長 竹山 春子】(兼)生物プロセス研究部門 生物共生進化機構研究グループ 安佛 尚志 主任研究員、生物共生進化機構研究グループ 森山 実 主任研究員らは、放送大学、九州大学、鹿児島大学、京都大学、東京大学、沖縄科学技術大学院大学、基礎生物学研究所と協力して、ゾウムシ4種の細胞内共生細菌ナルドネラの全ゲノム配列を決定し、アミノ酸の一種であるチロシンの合成に特化した極めて小さいゲノムであることを解明した。さらに、外骨格がとても硬いことで知られるクロカタゾウムシにおいて、ナルドネラがチロシン合成を介して宿主昆虫の外骨格クチクラの着色と硬化に関与していることや、チロシン合成の最終段階が宿主側の遺伝子によって制御されていることを実証した。

本研究により、共生細菌が甲虫の硬さに関わる仕組みを世界で初めて明らかにした。多くの甲虫類が重要な農業害虫、森林害虫、貯穀害虫であるため、この成果に基づくクチクラ形成を標的とした新たな害虫防除法の開発につながる可能性が期待される。

この成果は2017年9月18日以降(米国東部時間)に米国の学術誌Proceedings of the National Academy of Sciences USA(米国科学アカデミー紀要)にオンライン掲載される。

— 引用ここまで 全文は引用元参照 —

▽引用元:産業技術総合研究所 2017/09/19

<img src='http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2017/pr20170919/pr20170919.html

とても硬い体で知られるクロカタゾウムシ

‘>

5(,,゜д゜)さん 頭スカスカ@\(^o^)/2017-09-23 06:48:20

ヒトに共棲させて、強殖装甲化…いま話はどこまで進んでるやら

16名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-23 10:42:19

>>5

硬いオッパイなど価値がない

10名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-23 09:19:29

ほ乳類の指先が硬くなって爪になったのも

細菌の影響だろ

11名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-23 09:45:51

この共生細菌を持っていない個体って、どんな姿になるんだろうな

23名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-23 13:38:36

>>11

>ナルドネラの感染密度を抑制したところ(図3A)、体液中のチロシン濃度が

>減少し(図3B)、羽化した成虫の外骨格が赤っぽく柔らかくなった

部分排除でなく完全排除したらどうなるんだろうな

57名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-26 22:00:08

>>11

こうなる(図3C、図4C)

hhttp://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2017/pr20170919/pr20170919.html

ただしこれらは共生細菌のこってるらしい。完全に除くと成虫になれない。

13名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-23 10:05:53

カタゾウムシは物凄く硬く指で目一杯潰そうとしてもなかなか潰れず

台湾の蘭嶼の部族はこれを潰せるかどうかで力自慢を競った、なんて話がある

硬いだけでなく酸にも強く、鳥に飲み込まれても消化されずに生きたまま出て来ると言われる

砂肝による砂の磨り潰しにも耐えるのだ。砂って石英が多いから硬度7か

だからといってカタゾウムシがモース硬度で7以上というわけではないだろうがw

更に消化管内で足で引っかいたりして鳥はお腹が痛くなるので二度と食べない、とされる

それゆえ複数種の昆虫が擬態している

上の画像にもカミキリムシが混ざっている

カタゾウムシの仲間は後翅が退化し飛ぶことが出来ない

それで小さな島ごと、下手すると山系ごとに種分化している

だから島と山の多いフィリピンで物凄い種類数になった

偉い学者は「東南アジアの生物地理区分はスラウェシより西か東かで東洋区とオーストラリア区に分けられるが

フィリピンは各種生物を見るとオーストラリア区の要素が多く、更に台湾の蘭嶼もその要素が多い」と語っている

実際にはスラウェシやモルッカ諸島や小スンダ列島の大半は中間移行区のウォーラセアなんて呼ばれるが

カタゾウムシはウォーラセア系の生物(キリッ という事らしい

小さい黒い数珠玉に青や赤や黄色で色付けしたような綺麗な種類が多いので、標本はまあとりあえず土産物くらいなら少しずつ売られているが

本気で全種をコレクションするのは非常に困難とされている

そもそも上に書いたヘデラアカアシカタゾウムシのように、未だに未記載の種類も多いのだ

14名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-23 10:13:15

>>13

いかん

ヘデラアカアシカタゾウムシについては「原産地未発見であるヘデラアカアシカタゾウムシに象徴されるように

未だ未発見の種類も多い」というべきだな

日本で発見され記載されてるんだからw

黒地に青い模様の種類が多い

地色が赤銅色のものもいる

細かな鱗片が真珠のように輝くものも

http://insect-islands.ocnk.net/data/insect-islands/product/20170310_8edde8.JPG

信号機のようにカラフルw

いかにも本物の甲虫マニアが好きそうな要素が多いのだが

人によっては

「ゾウムシってのは口吻が長いからゾウムシなんだ!口の長い種類がいないカタゾウムシなんぞその風上にも置けん」

とか文句をつけやがったw

15名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-23 10:18:00

スケーリーフットも共生細菌が硫化水素代謝して作った硫黄と海水中の鉄分から硫化鉄の鎧作ってると予想されてるみたいだけど、他にも共生細菌て劇的な役割してることが多いね

>>14

綺麗な昆虫ばっかの写真集で見たけど綺麗だよね

19名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-23 11:50:25

>>14

専門家の方ですか?

見識の深さに敬服致します

生物の奥深さと不思議さをこれからも探究なさってください

26名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-23 16:48:43

>>14

これは綺麗な虫だな

27名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-23 17:24:48

>>23

レスありがとう

そんな体では、自然界では死活問題だな

発生の早い段階で、もう菌を持っているのかな?

完全排除した個体を見たいとして、作る方法ってあるんだろうか?

色々と面白そうだなぁ

昆虫が魅力的に見えてきてしまったよ

56名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-26 21:48:15

>>23

抗生物質や高温処理で除いている。幼虫の生存は問題ない。たぶん外骨格が薄いので自分で作るチロシンでまにあう。サナギの時に死亡。きっと成虫の体をつくれないから。

28名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-23 17:59:39

>>27

抗生物質の投与は?

34名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-23 19:47:08

>>28

細胞内共生には効かないんでないかい?

効くとしたら宿主もろともになりそうな

29名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-23 18:08:26

卵の時点で菌をもう持っていたら、正常な発生まで止まりそうだけど……どうなんだろうな

何処から菌をもらって来らのか分かれば、手段はあるのかもしれないね

ついでに、同じ理屈で、この虫専用の殺虫剤が作れると思うw

31名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-23 18:12:46

>>29は>>28宛てね

人でも、妊娠中(胎児)に抗生物質って慎重になる所だから、昆虫も同じかなーと思った

43名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-24 13:42:16

深津さんはいつも楽しそうな研究してて憧れるなあ。いい男だし。

ゾウムシは知らないけど、アブラムシは抗生物質で共生細菌殺すと致死だって。前にも出てるけど、細胞内共生してる一部は遺伝子足りなくて自立できないらしい。

44名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-24 14:02:52

>>43

そこまで頼ってるのか……と思ったけど、ミトコンドリアに頼ってる我々も同じか

47名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-24 22:25:33

>>45

ボルバキアって知らなかったんで、ウィキ見てきたよ

世の中には、面白い事があるんだなぁ

50名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-24 22:55:40

長州ウィキ

59名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-26 22:42:50

>>57

ここにわかりやすい写真が出てた。赤くなる、縮れる、柔らかくなる

hhttp://www.pnas.org/content/early/2017/09/15/1712857114/F6.expansion.html

63名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-27 20:38:37

>>59

なんかショウジョウバエの突然変異見てるみたいだな

60名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-26 22:53:37

チロシンでチンチンびんびん!

64名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-27 20:56:49

実はこれが凄い。

hhttp://www.pnas.org/content/early/2017/09/15/1712857114/F2.expansion.html

hhttp://www.pnas.org/content/early/2017/09/15/1712857114/F3.expansion.html

ナルドネラのゲノムは20万塩基対。大腸菌のゲノムが460万塩基対だからその1/26。

DNAの複製と、mRNAの転写と、タンパク質の翻訳装置に必要な最低限の遺伝子セットにチロシン合成経路だけのゲノム。

核酸も、細胞膜も、ビタミンも、エネルギーも自分じゃ作れない。

あらゆる物質を宿主にもらったうえで、なんとか自己複製できる細胞の最小単位になり果ててる。

65名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-27 20:58:23

>>64

細菌とウィルスの境界みたいな生物ってそのうち発見されないかなあ?

66名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-28 02:22:21

>>64

1つだけすごい特技があるニートみたいだw

69名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-28 23:43:57

>>65

ナルドネラがまさにそれ。あとはマイコプラズマとかも。

生態から考えて、ウイルスはゲノムサイズが最小を割り込んだ寄生性微生物の成れの果てなので、進化論的にはナルドネラとかマイコの将来像とも言える。

67名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-28 02:37:41

片腕だけとかなら細菌に共生してほしいかも

カッコ良さそう

71名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-29 07:43:11

>>69

ミトコンドリアみたいに、細胞内に取り込まれる方向に行く可能性もあるの?

73名無しのひみつ@\(^o^)/2017-10-01 08:27:00

>>71

もう細胞の中には入っている。卵に取り込まれるので、生殖細胞系列にもしっかり入りこんでる。ミトコンドリアとの違いは、体中のすべての細胞に入っているわけではないことかな。

72名無しのひみつ@\(^o^)/2017-09-29 08:10:54

カブトムシの角もそうなのかな?

74名無しのひみつ@\(^o^)/2017-10-01 08:29:34

>>72

まさに。カブトの角とか、クワガタのアゴとか、むっちゃかたいもんね。微生物が関係する可能性もあるかも。

75名無しのひみつ@\(^o^)/2017-10-01 08:32:53

>>73

ミトコンドリアがつくるATPはすべての細胞でいつも要るけど、ナルドネラがつくるチロシンは成虫になるときにだけ上皮細胞で大量に必要になること、

あと一応異物の細菌は一部の器官や細胞にまとめておいたほうが何かとコントロールしやすいことなんかがあるのかも。

7671@\(^o^)/2017-10-01 12:54:04

>>73

ありがとう、とても勉強になる

とても面白い分野なんだね

コメント

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