바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")생물학 프로세스 연구 부서[Research Division Direction Director] Fukatsu Takema, 최고 연구원 (및 생물학적 공생 및 진화 단체의 연구 그룹, Hosokawa Takahiro (Ryukyus 대학), Moriyama Miniter (Science of the Promipaler) 공립 대학교 대학교와 국립 대학교 기업인 도쿄 대학교에서 위생 해충을 만들었습니다침대 버그생존에 필요공생 박테리아 Wolbachia(Wolbachia) 전체 게놈 서열 및 다른 박테리아의수평 유전자 전달바카라 커뮤니티 B7 (Biotin)우리는 합성 유전자 그룹이 숙주 빈대의 생존을 지원한다는 것을 분명히 밝혔습니다
Wolbachia는 곤충에서 널리 발견되는 기생 공생 박테리아이지만,이 연구는 빈대의 영양 공급에 기초하고 있습니다공통성관계가 확립 된 진화 메커니즘이 드러났다 이것은 수평 유전자가 상호 작용으로 전이를 통해 기생충으로부터의 진화를 보여 주며, 위생 해충의 생존에 관여하는 생리학 및 분자 기반에 대한 새로운 발견이다 이 연구 결과는 위생 해충과 같은 세계적인 문제인 빈대의 통제 및 제어에 기여할 것으로 예상됩니다
이 연구 결과는 2014 년 6 월 30 일 (Eastern US Time)에 미국 아카데믹 저널 "National Academy of Sciences USA의 절차"(국립 과학 아카데미의 절차)에 온라인 게시
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| 피를 빨아 먹은 직후에 젊은 빈대 애벌레 꼬리 끝이 검은 색인 이유는 이전의 피가 빨기의 대변이 여전히 내장에 있기 때문입니다 |
모기, 벼룩, 이가, 빈대 및 tsetse 파리와 같은 혈액을 흡수하는 곤충은 피가 빨기로 인한 통증과 불편 함을 유발할뿐만 아니라 다양한 전염병을 유발하여 위생 해충과 같은 주요 문제가됩니다 특히 개발 도상국에서는 여전히 많은 사람들의 건강과 생존을 위협하는 심각한 사회적 부담으로 남아 있습니다 그러나 선진국에서는 많은 심각한 곤충 매개 감염이 거의 근절되었으며 1960 년경에는 이가와 같은 고전적인 혈액 청소 위생 해충이 거의 볼 수 없었습니다 그러나 최근 몇 년 동안 살충제 저항성 곤충의 출현과 인간 및 신체적 분포의 세계화로 인해이 위생 해충의 부흥이 주요 문제가되었습니다 특히 북미, 호주 및 일본과 같은 선진국에서는 최근 몇 년간의 빈대가 발생하는 빈대 발생 및 피해는 심각한 불편 함과 싫어함으로 인해 발생하며, 숙박 시설, 공공 시설 및 주택 단지에서 주요 문제가 될 수 있으며, 관광 산업, 주택 산업 및 대중의 기관에 대해 무시할 수없는 위험 요소가 될 수 있습니다
위생 해충과 불쾌한 해충과 같은 다양한 방식으로 문제가되는 혈액을 흡수하는 곤충의 제어 및 제어는 인체와 환경에 낮은 부하를 갖는 데 필수적이며, 살충제 스프레이와 같은 기존의 제어 방법 외에도 새로운 PEST 제어 기술이 필요합니다
AIST는 식물 적응, 역병 및 살충제 저항과 같은 곤충 내에 공생적으로 존재하는 미생물의 중요한 생물학적 기능을 명확하게 할 것입니다 (2004 년 3 월 25 일,2007 년 6 월 13 일,2012 년 4 월 24 일AIST Press 발표) 생식 조작, 수직 전송 및 공생 유지 보수를 포함한 숙주 곤충과 공생 미생물 사이의 고급 interorganism 이해 (2007 년 7 월 2 일,2012 년 5 월 28 일AIST의 주요 연구 결과,2013 년 6 월 11 일AIST Press 발표) 및 기타 작품 특히, 공생 미생물과 숙주 곤충 사이의 수평 유전자가 생물학적 진화에서 재생되는 중요한 역할에 관한 주목할만한 연구 결과가있다 (2002 년 10 월 29 일,2013 년 6 월 21 일Aisode Press 발표) 또한 혈액을 흡수하는 곤충과 공생 미생물 사이의 관계와 관련하여 곤충에서 널리 보이는 기생 공생 박테리아 인 Wolbachia는 빈대에서 음식의 혈액에 매우 부족합니다바카라 커뮤니티 B 그룹2009 년 12 월 22 일Aisode Press 발표)
이번에는이 일련의 이전 연구를 바탕으로, 우리는 원래 기생 박테리아 인 Wolbachia가 빈대의 상식적인 박테리아로 진화 한 Wolbachia와 빈대와 Wolbachia 사이의 바카라 커뮤니티 B가 특히 중요한 이유와 같은 게놈 생물학 및 실험적 생리 학적 접근법의 문제를 명확히하기 위해 노력했습니다
이 연구는 국립 농업 및 식품 산업 연구소 및 기술 연구 지원 센터와 과학 연구를위한 교육, 문화, 스포츠, 과학 및 기술 보조금의 지원으로 수행되었습니다
Wolbachia와 함께 현지화 된 빈대박테리아 세포 질량대략 1,250 만 염기 쌍의 원형 DNA로 구성된 Wolbachia의 전체 게놈 서열을 제조하기 위해 수집되었다 (도 1) Drosophila melanogaster, Drosophila 및 Nasty House의 기생충을 기생충으로하는 Wolbachia의 이미 결정된 게놈 서열 (약 127 ~ 148 백만 기본 쌍)은 유전자의 수와 구성이 매우 유사했으며, 빈대 울 바르 시아에 고유 한 게놈 수준의 특성은 관찰되지 않았다 그러나, 바카라 커뮤니티 B- 합성 유전자의 유전자 그룹을 비교할 때, 다른 Wolbachia 게놈에는 바카라 커뮤니티 B7 (비오틴) 합성 유전자가 포함되어 있지 않지만, 6 개의 유전자는 빈대 wolbachia 게놈에 존재한다 (도 2)
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| 그림 1 : 빈대에서 공생 wolbachia의 게놈 구조 |
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| 그림 2 : 다양한 Wolbachi 게놈에서 B 바카라 커뮤니티에 대한 합성 경로의 존재 |
| "완료", "불완전"및 "삭제"는 모든 합성 유전자 그룹이 존재하거나 일부가 존재하거나 존재하지 않는다는 것을 나타냅니다 빈대 wolbachia만이 바카라 커뮤니티 B7 (빨간 원)의 완전한 합성 경로를 가지고 있습니다 |
빈대에서 Wolbachia 게놈에서, 6 개의 바카라 커뮤니티 B7 합성 유전자가 단일 팩으로 배열됩니다Operon이러한 특징은 체계적으로 밀접하게 관련된 박테리아입니다Anaplasma(Anaplasma phagocytophila)의 게놈에서는 발견되지 않았습니다 반면에, 그것은 곤충의 기생 공생 박테리아입니다Caldynium(Cardinium hertigii) 진드기와 곤충의 기생/공생 박테리아Rickettsia(Rickettsiasp) 돼지에서 장염을 유발하는 병원성 박테리아의 플라스미드Lausonia(Lawsonia intracellularis)와 같이 반드시 체계적으로 관련되지 않은 다양한 박테리아의 게놈에서 관찰되었습니다 (그림 3) 분자 계통 발생 학적 분석으로부터, Wolbachia 게놈에 존재하는 6 개의 바카라 커뮤니티 B7 합성 유전자는 상기 언급 된 박테리아와 밀접한 관련이 있었다 그것은 특히 카디늄 게놈에 존재하는 유전자에 가장 가깝다 (도 4)
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| 그림 3 : 빈대 wolbachia 및 기타 박테리아의 게놈에 바카라 커뮤니티 B7 합성 유전자의 배치 |
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그림 4 : 바카라 커뮤니티 B7 합성 유전자 바이오에 의해 암호화 된 아미노산 서열을 기반으로 한 분자 계통 발생 트리는 vere bug wolbachia의 게놈에 존재하는 바카라 커뮤니티 B7 합성 유전자 바이오
괄호 안의 박테리아 그룹에 표시되고, 분기의 숫자는 각 계통 발생 그룹의 통계적 신뢰성 (%)을 나타냅니다 다른 바카라 커뮤니티 B7 합성 유전자에 대해서도 유사한 결과가 얻어졌다 |
위의 내용을 요약하기 위해 (1) 대부분의 Wolbachia에는 바카라 커뮤니티 B7 합성 시스템의 유전자가 부족합니다 (2) 빈 버그 Wolbachia만이 완전히 바카라 커뮤니티 B7 합성 유전자가 있습니다 (3) 빈대 wolbachia의 게놈에서, 바카라 커뮤니티 B7 합성 유전자 그룹은 컴팩트 한 오페론 구조를 갖는다 (4) 카디늄 게놈에서, 바카라 커뮤니티 B7 합성 유전자 그룹은 동일한 오페론 구조를 갖는다 (5) 분자 계통 발생 학적 분석 : 빈대의 바카라 커뮤니티 B7 합성 시스템 Wolbachia의 유전자는 카디늄 유전자에 비해 가장 가깝다 (6) Wolbachia와 Cardinium은 곤충에서 널리 보이는 공생 박테리아이며 종종 동일한 숙주 곤충과 공동 감염됩니다 이러한 사실에 기초하여, 빈대 wolbachia의 게놈에 존재하는 바카라 커뮤니티 B7 합성 시스템의 유전자는 수평 유전자 전달, 공생 박테리아 카디늄에 의해 오페론으로 획득되었을 가능성이 높으며, 이는 침대 벌레의 조상에 의해 공동으로 감염되었습니다
우리는 숙주 빈 버그를위한 Wolbachia의 바카라 커뮤니티 B7 합성 시스템의 생물학적 의미를 조사했습니다
신체의 바카라 커뮤니티 B7 함량이 정상적인 토끼 혈액과 항생제가 보충 된 토끼 혈액에서 제거 된 4 개의 개별 빈대를 공급하여 발생하는 4 개의 개인적인 빈대 벌레에 대해 측정되었을 때, Wolbachia 감염된 곤충의 바카라 커뮤니티 B7 함량은 Wolbachia에 감염된 삽입물의 바카라 커뮤니티 B7 함량보다 낮았습니다 (그림 5A) 이것은 Wolbachia 바카라 커뮤니티 B7 합성 유전자 그룹이 바카라 커뮤니티 B7을 호스트 빈대에 공급하기 위해 확실히 기능한다는 것을 나타냅니다
Wolbachia 감염에서 제거 된 빈대 유충은 정상적인 토끼 혈액에서 증가합니다출현율상당히 낮았지만 (도 5b 오른쪽), 모든 바카라 커뮤니티 B가 토끼 혈액에 첨가 될 때, 출현 속도는 90% 이상으로 회복되었다 (도 5b 좌회) 또한, 바카라 커뮤니티 B7 이외의 모든 바카라 커뮤니티으로 토끼 혈액에서 상승 할 때, 배아 속도는 약 60% (도 5B)였으며, 이는 모든 바카라 커뮤니티 B가 첨가 될 때보 다 낮았다 이러한 영양 생리 학적 분석에 따르면 빈대의 바카라 커뮤니티 B7 공급 용량 Wolbachia는 분명히 숙주 빈대 성장 및 생존을 지원하는 데 중요한 역할을합니다
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| 그림 5 바카라 커뮤니티 B7 합성 및 공급 기능의 분석 wolbachia |
(A) Wolbachia에 감염된 4- 개별적 유충의 바카라 커뮤니티 B7 함량 및 Wolbachia에 의해 제거 된 4- 개별 유충 (b) 모든 바카라 커뮤니티 B 바카라 커뮤니티 (왼쪽), 바카라 커뮤니티 B7 (중간) 이외의 모든 바카라 커뮤니티 B 및 첨가제 없음 (오른쪽)을 첨가하지 않고 올린 울 바치 아에서 제외한 유충의 성인 호르 화 속도 * 통계적으로 유의 한 차이를 나타냅니다 막대 그래프의 숫자는 분석 된 개인의 수를 나타냅니다
앞으로, 우리는 울 바치 아가 국한된 박테리아 세포에서 빈대 유전자 그룹의 발현 및 기능 분석을 수행 할 것이며, 또한 공생의 확립 및 유지에 관여하는 숙주 측면의 분자 메커니즘을 명확하게 할 것이다 우리가 공생 박테리아 Wolbachia의 바카라 커뮤니티 B7 합성 유전자 그룹에 의해 생성 된 효소의 억제제와, 미래에 분명해 질 것으로 예상되는, 컨트롤과 제어가 될 수있는 유전자 그룹의 기능을 방해하는 유전자 그룹의 기능을 방해하는 약물을 개발할 수 있다면, 이로 인해 컨트롤과 제어가 다시 발생할 수있다 해충 우리는이 관점에서 연구를 홍보하고 싶습니다