게시 및 게시 날짜 : 2010/11/19

곤충 신체 색상을 변화시키는 바카라 필승법 박테리아 발견

-symbiotic 박테리아 회전 붉은 진딧물 녹색-

포인트

  • 유기체에 중요한 신체 색상에 영향을 미치는 미생물 발견
  • 숨겨진 색상의 변화는 자연적인 적과의 상호 작용에 영향을 줄 수 있습니다
  • 살아있는 유기체의 생태 및 환경 적응을 이해하는 새로운 관점을 보여줍니다


요약

바카라 커뮤니티 (Nomaguchi Ari 회장) (이하 "AIST")생물학 프로세스 연구 부서[Research Division Director Kamagata Yoichi] Biosymbiotic Evolution Organization Research Group의 최고 연구원 인 Koga Ryuichi와 연구 그룹의 최고 연구원 인 Fukatsu Takema는 Basic Research Institute (Tamao Kohei 감독)의 기본 과학 연구소의 특수 연구원 인 Tsuchida Tsutomu와 협력하고 있습니다 Institute (이하 "Riken"이라고 불리는), 그리고 다른 사람들과 다른 사람들은 Rickettsciella (Rickettsiella)바카라 필승법 박테리아| 이 바카라 필승법 박테리아 감염으로 인해 발견되었고 붉은 진딧물은 녹색으로 변했습니다

유기체의 신체 색상은 상 동성/이종 종의 인식 신호, 결혼 행동의 결혼 색상, 자연적인 적을위한 숨겨진 색상, 경고 색상 및 모방을 포함하여 다양한 기능을 갖는 매우 중요한 속성입니다 이런 식으로, 과거에는 유기체의 중요한 특성 인 "신체 색상"은 외부에서만 볼 수있는 "신체 색상"이 신체 내에서 바카라 필승법 박테리아에 의해 극적으로 변경된다는 것은 알려져 있지 않습니다 이 발견은 살아있는 유기체의 생태와 환경 적응을 이해하는 새로운 관점을 제시합니다

이 연구 결과는 미국의 학술 저널입니다과학

바카라 필승법 박테리아 감염으로 인해 신체 색이 녹색으로 바뀌는 진딧물 사진 Rickettsciella
그림 1 녹색 진딧물 (왼쪽)은 붉은 진딧물 (오른쪽)과 동일한 클론이지만 바카라 필승법 박테리아 Rickettciella의 감염으로 인해 신체 색상이 녹색으로 바뀌 었습니다


개발의 사회적 배경

9552_9742문화가 어려워미생물 "은"미생물 "이 널리 존재하고 있습니다 최근의 연구는 지구상에서 알려진 대부분의 종을 설명하는 많은 곤충이 신체 내에서 바카라 필승법적으로 바카라 필승법적으로 바카라 필승법적으로 바카라 필승법적으로 바카라 필승법적으로 바카라 필승법적으로 바카라 필승법적으로 바카라 필승법적으로 바카라 필승법적으로 바카라 필승법적으로 바카라 필승법적으로 바카라 필승법적으로 바카라 필승법적으로 바카라 필승법적으로 바카라 필승법적인 곤충을 가지고 있다고 밝혔다

더욱이, 진화 과정에서 유기체가 어떻게 다양한 생물학적 기능을 습득했는지에 대한 문제는 과학적 호기심과 호기심을 자극합니다 곤충이 바카라 필승법 박테리아를 통해 생물학적 기능을 습득하는 메커니즘의 설명은 이러한 질문에 답변하고 생물학적 기능의 획득과 진화의 뿌리에 대한 것입니다

연구 기록

AIST는 강렬한 바카라 필승법 미생물을 배양하기 어려운 다양한 연구를 수행했으며, 적극적 바카라 필승법 박테리아가 (2004 년 3 월 26 일 발표,2010 년 9 월 28 일 발표)

지난 몇 년 동안 프랑스 농업 연구소Jean-Christophe Simon10459_10644

이 연구는 과학의 일본-프랑스 교환 촉진 프로젝트 (Sakura)와 과학, 스포츠, 과학 및 기술의 새로운 학문적 현장 연구부의 일본 사회의 지원으로 수행되었다

연구 컨텐츠

많은 동물들은 색 시력을 가지고 있으며 환경, 가정, 음식, 자연 적, 경쟁자 및 배우자를 인식하기위한 단서로 색상을 사용합니다 다시 말해, 동물의 신체 색상은 종종 종 인식, 배우자 경쟁, 흉내, 경고 색상 및 숨겨진 색상을 포함하는 생태 학적으로 중요한 속성입니다

4,000 개 이상의 진딧물이 알려져 있으며 많은 중요한 농업 해충 종을 포함하지만 같은 종조차도 다른 색을 나타냅니다 예를 들어, 완두콩 진딧물의 서부 개체군에서는 빨간색과 녹색 진딧물이 동시에 모집단 내에 존재합니다 (그림 1) 주로 생태 학적 관점에서 연구 결과에 따르면 다른 포식자의 다른 색상 선호도는 다른 색상의 개체가 동일한 종 내에서 공존하는 메커니즘에 관여한다는 것을 보여주었습니다 주요 진딧물 포식자는 무당 벌레와 기생충이지만, 무당 벌레는 녹색 식물에 눈에 띄는 붉은 진딧물을 보충하는 경향이 있으며, 기생충은 녹색 진딧물에서 더 자주 생성됩니다

유전자 연구에 따르면 완두콩 진딧물의 신체 색상에서 적색이 녹색이 지배적 인 것으로 나타났습니다 보다 최근에 발표 된 PEA 진딧물에 대한 Genomic Sequence 기반 연구, Fungi수평 유전자 전달카로티노이드 불포화 효소바디 컬러를 결정했습니다 이 유전자를 운반하는 진딧물은 적색 카로티노이드 안료를 합성 할 수 있으므로 빨간색으로 변하지만,이 유전자가 부족하면 녹색으로 변합니다

프랑스 농업 연구 연구소와 협력하여 유럽 현장 인구의 진딧물 균주가 수집되었으며 녹색 모체 곤충이 붉은 유충을 둔 여러 줄이 얻어졌습니다 이 선의 유충이 자라면서 신체 색상이 빨간색에서 녹색으로 바뀌었고, 성인에게 4 차 개별 애벌레에 도달했을 때 완전히 녹색이되었습니다 (그림 2)

CGT10 변형의 진딧물 성장 과정 사진
그림 2 왼쪽에서 오른쪽으로, 0, 4, 11 및 15 세의 CGT10 진딧물 성장 과정에서 신체 색상은 빨간색에서 녹색으로 변합니다

이 진딧물 균주 중바카라 필승법 박테리아를 조사했을 때, 우리는 필수 바카라 필승법 박테리아 Buhunella 외에도 두 가지 유형의 바카라 필승법 박테리아가 감염된 것을 발견했습니다 하나는 알려진 바카라 필승법 박테리아 Hamiltonella 또는 Serratia였으며 그 중 하나는 감염되었습니다 또한, 지금까지 진딧물로 발견되지 않은 Rickettier (Rickettsiella) 속의 바카라 필승법 박테리아가 공동 감염되었다 (도 3) 유럽 완두콩 진딧물 개체군의 353 명을 대상으로 한 연구에 따르면 28 명 (79%)이 Rickettsciella에 감염되어 자연에서 광범위한 분포가 나타났습니다 (그림 4)

진딧물 및 변속기 전자 현미경 이미지의 Rickettch 아가미 이미지
그림 3 진딧물에서, Rickettsia Gillus (빨간색)는 2 차 박테리아 세포 (A, 화살표) 및 작고 평평한 시스 세포 (B, 화살촉)에 국한되며 Buchnera (녹색)와 다른 분포를 나타냅니다 파란색은 진딧물의 세포 핵입니다 (c) Rickett Giller의 투과 전자 현미경 이미지 M은 미토콘드리아입니다

프랑스 주변의 완두콩 진딧물 인구의 Rickettsciella 감염률의 그림
그림 4 프랑스 주변의 완두콩 진딧물 인구의 Rickettsciella 감염률

동일한 유전 적 배경으로 감염된/감염된 진딧물 라인을 만드는 방법
그림 5 Rickettciella 감염된/비 감염된 진딧물 라인을 동일한 유전 적 배경으로 만드는 방법

체액은 리켓 아가미에 감염된 진딧물로부터 수집되어 감염되지 않은 균주에 주사되었으며, 자손은 개별적으로 상승하여 리켓 아가미가 감염된 리켓 아가미와 다른 수많은 진딧물 균주를 생성했습니다 (그림 5) 이로 인해 Rickettciella에 감염된 모든 붉은 진딧물이 생성되었고 신체는 녹색으로 변했습니다 (그림 6)

Rickettsciella 감염으로 인한 적색 진딧물 균주에서 녹색으로 신체 색 변화의 그림
그림 6 : Rickettciella 감염으로 인해 적색 진딧물 균주에서 신체 색상의 녹색 변화 상단은 외부입니다 하단 섹션은 정량적 신체 색상 값 (색조 각도)입니다 작은 값은 빨간색을 나타내고 큰 값은 녹색을 나타냅니다 대략적인 신체 색상은 그래프 오른쪽에 표시됩니다

반면에, Rickettciella가 원래 녹색 인 균주에 감염되었을 때 특별한 변화는 관찰되지 않았다 Rickettsciella에 감염되고 감염되지 않은 개인은 3 개의 진딧물에 대비하여 체중, 성장률, 출생 수 및 수명을 비교했으며 크게 차이가 거의 없습니다 즉,이 Rickettier는 특히 호스트 진딧물에 부정적인 영향을 미치지 않고 빨간색 바디 색을 녹색으로 변형시키는 것으로 밝혀졌습니다

진딧물의 바디 컬러는 주로 녹색에서 파란색으로 다양한 색상의 노란색에서 빨간색 및 다 환식 퀴논 염료로 구성됩니다 Rickettsciella로 감염된 녹색 진딧물과 비 감염된 적색 진딧물 사이에서 안료 분석이 수행되었을 때, 카로티노이드 염료의 조성 또는 양에는 유의 한 차이가 없었습니다 반면, 녹색 안료의 경우 감염 상태에 따라 안료 조성에 변화가 없었지만 안료의 양은 감염되지 않은 진딧물의 3 배 이상 증가했습니다 Rickettsciella 감염은 어떤 식 으로든 숙주 진딧물에서 녹색 안료의 생성을 활성화시켜 신체 색 변화를 초래할 것으로 추정됩니다

Rickett Gillus가 감염되고 신체 색이 빨간색에서 녹색으로 변하면 무당 벌레가 먹기 어려울 것이지만 기생충의 공격에 더 취약 할 것으로 예상됩니다 흥미롭게도, Rickettciella에 감염된 대부분의 진딧물 (약 80%)은 Hamiltonella 또는 Seratia라는 바카라 필승법 박테리아에 감염되었습니다 Hamiltonella와 Serratia는 계란과 유충을 죽임으로써 기생충에 대한 저항성을 부여합니다 이것은 Rickettsciella가 숙주 진딧물의 생존율을 증가시킬 수 있으며, 따라서 바카라 필승법 박테리아와 공동 감염되어 녹색 진딧물에 알을 선호하는 기생충 꿀벌에 대한 저항을 제공함으로써 그들 자신의 생존율을 증가시킬 수 있음을 시사합니다

지금까지 모든 동물의 정상적인 개인의 신체 색상에 영향을 미치고 변화시키는 바카라 필승법 박테리아는보고되지 않았습니다 이 연구 결과는 세계에서 자연의 살아있는 유기체의 신체 색상에 관여하는 신체의 바카라 필승법 박테리아의 예를 보여주는 최초의 것입니다

미래 계획

앞으로, 우리는이 Rickettsciella의 전체 게놈을 해독하고 차세대 DNA 시퀀서를 사용하여 Rickettsciella에 대한 감염 전후의 숙주 진딧물에서 발현 된 유전자 변화를 종합적으로 분석 할 것입니다 이러한 연구에서, 우리는 바카라 필승법 박테리아로 감염의 분자 메커니즘을 명확히하고자한다 Rickettsciella는 숙주 진딧물의 유전자 발현 및 대사 시스템에 영향을 미쳐 숙주 곤충 색상 변화의 극적인 표현형을 초래한다

우리는 또한 Rickettiers가 무당 벌레가 먹을 가능성을 줄이고 Hamiltonella 및 Serratia와 공동으로 감염되어 기생충에 대한 저항력을 부여하여 숙주 진딧물의 생존율을 높이고 차례로 자신의 생존율을 높이는 가설을 테스트하고 싶습니다

바카라 필승법 미생물이 숙주 유기체의 신체 색상을 변화시키는 메커니즘을 이해하면 효율적인 안료 생산 방법과 새로운 기술의 개발로 이어질 수 있으며,이 관점에서 우리는이 흥미로운 생물학적 과정을 연구 할 계획입니다



터미널 설명

◆ 바카라 필승법 박테리아
유기체의 신체, 내장, 세포 및 신체 표면에 끊임없이 또는 반드시 존재하는 박테리아 그것은 종종 숙주 유기체의 생존 및 환경 적응에 중요한 기능을 가지고있다 특히, 많은 곤충은 신체 내 바카라 필승법 박테리아와 밀접한 관련이 있습니다 진딧물의 가장 중요한 기능은 세포 내 바카라 필승법 박테리아 Buhunera (bpuchnera ahidicola)는 거의 모든 진딧물 종에 감염된 개체의 100%가 호스트 생존에 필수적이며, 바카라 필승법 바카라 필승법이 1 억 년 이상 거슬러 올라간 것으로 추정됩니다 또한, 세라 티아 (Serratia symbiotica), Hamiltonella (Hamiltonella defensa), 진딧물 및 병원체 내성의 식물 적응에 관여하는 레지 에라 (Regiella insecticola)와 같은 바카라 필승법 박테리아가보고되었습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 문화가 어렵습니다
인공 매체에서 문화하고 유지하기 어려운 미생물 유기체는 재배하기가 어렵다고합니다 문화하기 어려운 미생물에는 다양한 유형이 있지만, 예를 들어, 많은 바카라 필승법 박테리아는 숙주 유기체의 특수 환경에 고정되어 있으므로 문화하기 어려운다[참조로 돌아 가기]
◆ 유전자 수평 전달
일반적으로 유기체의 유전자는 부모에서 어린이로 전달되며, 이는 수직 유전자 전달이라고 불리며 때로는 유전자 전이 및 전달을 유기체 종의 장벽에서 발생하며,이를 수평 유전자 전달 또는 수평 유전자 전달이라고합니다[참조로 돌아 가기]
◆ 카로티노이드 불포화 효소
카로티노이드는 노란색, 빨간색, 자주색 등의 천연 안료입니다 c40H56의 기본 구조를 가지며, α- 카로틴, β- 카로틴, γ- 카로틴, 리코펜 및 토르 렌과 같이 알려져있다 미생물과 식물은 카로티노이드를 합성하는 능력이 있지만 대부분의 동물은 카로티노이드를 합성 할 수 없으며 음식에서 가져와야합니다 소비 된 카로티노이드는 비타민 A로 전환되어 필수 영양소가됩니다 진딧물은 동물에서 탁월한 카로티노이드 합성 능력을 가지고 있지만, 최근 곰팡이로부터의 수평 유전자 전달에 의한 것으로 밝혀졌다 불포화 효소는 유기 화합물로부터 2 개의 수소 원자를 제거하고 탄소-탄소 이중 결합을 형성하는 효소이다 카로티노이드 합성 경로에서, 다중 탄소-탄소 이중 결합은 다중 단계 불포화 반응에 의해 형성되며, 다수의 카로티노이드 불포화 효소 가이 과정에 관여한다[참조로 돌아 가기]
◆ 바카라 필승법 박테리아
유기체의 신체에 존재하는 바카라 필승법 박테리아 공동체 숙주 유기체에는 반드시 하나의 바카라 필승법 박테리아가 존재하는 것은 아니지만, 여러 종이 공존하는 것이 더 일반적이다[참조로 돌아 가기]


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