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: 名無しさん 2017/09/22(金) 22:17:18.37 ID:CAP_USER
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
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
no title

引用元: http://egg.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1506086238/

2: 名無しさん 2017/09/23(土) 02:02:00.35 ID:tb6Zzu9T
共生細菌て成長過程のどの段階で感染するんだろ?

22: 名無しさん 2017/09/23(土) 13:35:50.33 ID:PeN3RGLg
>>2
垂直感染。親から子へ移る

そもそも、この細菌はゾウムシの細胞の外では生きられない
いずれは葉緑体やミトコンドリアのような細胞内小器官になる

5: 名無しさん 2017/09/23(土) 06:48:19.82 ID:5e+vELeG
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

11: 名無しさん 2017/09/23(土) 09:45:51.05 ID:rM/msi/M
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: 名無しさん 2017/09/23(土) 13:38:36.05 ID:YFLzaPwW
>>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

27: 名無しさん 2017/09/23(土) 17:24:48.02 ID:rM/msi/M
>>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

12: 名無しさん 2017/09/23(土) 09:46:58.74 ID:TCrJYDQW
カタゾウムシはその種類の8割以上がフィリピンにいる、とされている
全部で400種類くらいだったかな

ゾウムシは甲虫目全体でも非常に種数が多い(かつては最多と言われた)が
その中ではカタゾウムシは多くないとされるものの
実際には未知の種類がまだまだ多い

典型的なのはヘデラアカアシカタゾウムシという種類で
これはセイヨウキヅタ(ウコギ科)を食草とする
そしてこれは2010年に日本で新種として発見されたのだが
外国産の栽培植物のセイヨウキヅタを食べる昆虫が日本特産というのもおかしいし
かつセイヨウキヅタの原産地でもこんなゾウムシは見つかっていないので、

「まあ、フィリピン辺りで別のウコギ科を食べてた種類が帰化したんじゃないの?」
なんて感じで捉えられているw

no title

最大でも7mmくらいしかない

ttp://www.naro.affrc.go.jp/archive/niaes/sinfo/result/result29/result29_56.html
>三重県の一地点で発生が確認された以外、本種の分布に関する情報は一切ありません。
人為的な環境下で突然発生した本種が日本在来とは考えにくいため、外来種であろうと考えられますが、
原産地、侵入経路も含め、発生に至った経緯は不明です。

三重県ではほかにも妙な外来昆虫が知られている
ttp://www.bunka.pref.mie.lg.jp/MieMu/82891046578.htm
フェモラータオオモモブトハムシ
色は美しい
東南アジアでもサバンナ気候の大陸寄りに生息する。日本では幼虫がクズの茎に虫こぶを作るのが知られている
現地ではマメ科以外でも多くの植物に虫こぶを作る

ところでクズと同属なのは豊胸成分を含むとして知られるプエラリア・ミリフィカなのだが
これをオオモモブトハムシ属の種類が食害した例というのは見つけることが出来なかった
マメ科なのでエストロゲン類似物質を含むが、日本のクズ粉は水洗いしまくって作るので
残念ながら女性ホルモンは大方流れてしまっているし、
そもそもクズ粉と称してジャガイモでんぷんあたりを使っている商品ばかりだw

13: 名無しさん 2017/09/23(土) 10:05:52.58 ID:TCrJYDQW
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
no title

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: 名無しさん 2017/09/23(土) 10:13:14.65 ID:TCrJYDQW
>>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

no title

黒地に青い模様の種類が多い

no title

地色が赤銅色のものもいる

no title

細かな鱗片が真珠のように輝くものも

no title

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: 名無しさん 2017/09/23(土) 10:18:00.02 ID:bnEPOSl3
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

17: 名無しさん 2017/09/23(土) 10:50:09.84 ID:E+86KQLn
大きさより硬さ、だな。

21: 名無しさん 2017/09/23(土) 13:06:32.03 ID:0CJZvvPb
昔はよく米ビツの中に入ってた

29: 名無しさん 2017/09/23(土) 18:08:25.63 ID:rM/msi/M
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

32: 名無しさん 2017/09/23(土) 18:26:21.04 ID:kfhJo7SX
あれ堅いよな

35: 名無しさん 2017/09/23(土) 19:48:31.21 ID:kZveF9V1
次世代兵器の装甲はバイオ装甲だな

45: 名無しさん 2017/09/24(日) 19:42:01.94 ID:/R+mDfhn
多くの昆虫にはボルバキアという共生菌がいて、親から子へと垂直感染する。
そうして昆虫の行動を制御し支配している。我々が普通に思っている昆虫と
その行動は、多くの場合にボルバキアに乗っ取られているものなのだ。

47: 名無しさん 2017/09/24(日) 22:25:33.36 ID:4Iqfzfal
>>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

61: 名無しさん 2017/09/27(水) 08:29:37.61 ID:eG8VqHhA
この共生細菌ナルドネラとか、ボルバキアは、まさに葉緑体やミトコンドリアがそうである
ように、これから細胞内器官として組み込まれていく進化の途上の様子を
我々に示してくれているのかもしれないな。

細胞核ももしかすると、昔の生物を取り込んだ名残り?

64: 名無しさん 2017/09/27(水) 20:56:49.35 ID:yDNUhmMJ
実はこれが凄い。 
ttp://www.pnas.org/content/early/2017/09/15/1712857114/F2.expansion.html
ttp://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: 名無しさん 2017/09/27(水) 20:58:23.31 ID:hQTwmDCZ
>>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?

72: 名無しさん 2017/09/29(金) 08:10:53.97 ID:EB2HcTgM
カブトムシの角もそうなのかな?

67: 名無しさん 2017/09/28(木) 02:37:40.62 ID:Mbajai63
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

『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』へのコメント

  1. 名前:どうぶつ@名無しさん 投稿日:2017/09/29(金) 16:43:12 ID:7046b8e83

    ハンマーでどついてみたい