국립 선진 산업 과학 기술 연구소 [Nakahachi Ryoji 의장 (Nakahachi Ryoji)] (이하 AIST ") 생물학적 프로세스 연구 부서 [연구 부서 이사 Tamura Guhiro] Fukatsu Takema, Fukatsu Takema, 수석 연구원 (및 이사), 생물 라이브 바카라 진화 단체 연구 그룹, Matuura Yu의 연구 그룹 (현재는 A Matsuura)의 연구 그룹 (현재는 전직 기술 연구)을위한 전직 연구원 (현재) 환경 생물학적 기능 개발 연구 그룹의 수석 연구원 인 과학, Hokkaido University) 및 Kikuchi Yoshitomo는 Hokkaido University의 글로벌 환경 과학 대학원 Miura Toru 부교수와 협력 할 것입니다Stickle Stink Bug곤충에서라이브 바카라 박테리아박테리아 세포의 발달 과정 및 형성 메커니즘 분석되었습니다 결과적으로 일부Homeotic Gene, 특히UltraBysolux 유전자배아 발달 동안 새로운 발현 부위를 획득하여 박테리아 세포의 형성을 초래합니다
미생물과의 라이브 바카라에 특화된 세포의 기원은 수년간 진화 발달의 신비 였지만,이 결과는 그들의 형성과 관련된 중요한 분자 메커니즘을 밝히고, 세포가 분자 수준에서 라이브 바카라의 분자 메커니즘에 기여할 것으로 예상된다
이 결과는 2015 년 7 월 14 일 오전 3시 (일본 시간)에 미국 아카데믹 저널 "National Academy of Sciences USA의 절차"(국립 과학 아카데미의 절차)에 온라인 게시
 |
많은 수의 악취 버그와 박테리아 세포가 수집되는 라이브 바카라 기관의 박테리아 세포 질량 (오른쪽)
녹색은 라이브 바카라 박테리아의 국소화를 나타내고 파란색은 DNA를 나타냅니다 |
알려진 종의 대다수는 곤충이며 생물 다양성의 핵심을 연기하는 동물 그룹으로서 매우 다양한 생물학적 기능을 개발하고 활용할 것으로 예상됩니다 그중에서도 곤충에서 널리 보이는 속성은 신체와 세포 내에서 끊임없이 미생물을 소유하고 라이브 바카라 관계를 구축 할 수 있다는 것입니다 농업 해충 및 위생 해충을 포함한 많은 곤충은 세포 내 라이브 바카라 관계를 가지고 있으며, 필수 영양소 공급과 같은 생존에 필요한 기능을 얻었습니다 이러한 세포 내 라이브 바카라 박테리아 중 다수는 "박테리아 세포"에 국소화되고 유지되는데, 이는 숙주 곤충 내에서 라이브 바카라을 위해 특수화되어 중요한 생물학적 기능을 충족 시키며 차세대 계란과 신체 내의 초기 배아로 전염됩니다
이런 식으로, 박테리아 세포는 곤충과 박테리아 사이의 높은 라이브 바카라 관계의 기초를 형성하는 중요한 세포이며 해충 방제의 관점에서 관심을 끌지 만, 그 기원과 기원은 수년간 미스터리였으며, 그 형성 메커니즘은 알려지지 않았다
AIST는 곤충의 신체 내에 라이브 바카라 적으로 존재하는 박테리아의 중요한 생물학적 기능을 풀어줍니다 (2004 년 3 월 26 일,AIST : 바카라 사이트 추천,AIST : 해충이 살충제에,2014 년 9 월 26 일AIST 프레스 제시), 곤충과 라이브 바카라 박테리아 사이의 고급 조직 간 상호 작용 이해 (2002 년 10 월 29 일,AIST : 곤충과 박테리아의,2013 년 6 월 21 일,AIST : 빈대 생존을 지원하는AIST Press 발표) 및 기타 작품
특히 곤충 박테리아 세포 내에서 라이브 바카라 박테리아에 관한 "세포 내 라이브 바카라 박테리아 Wolbachia의 발견은 빈대에 필수 영양소를 공급하는 (2009 년 12 월 22 일AIST Press가 발표 함), "우리는 생존에 필수적인 라이브 바카라 박테리아가 자손에게 전염되는 순간을 포착했습니다!" (2012 년 5 월 28 일AIST의 주요 연구 결과와 같은 연구 결과가 있습니다)
이번에는 과거에는 거의 연구되지 않았지만 박테리아 세포가 있고RNA 간섭 방법를 사용하여 유전자 기능을 분석 할 수 있습니다
또한,이 연구 결과의 대부분은 Fukatsu Takema의지도하에 Tsukuba 대학 (AIST 및 과학 프로모션을위한 기술 연수생 및 일본 과학을위한 기술 연수생 및 특별 연수생)의 대학원생 인 Matsuura Yu의 박사 프로그램에 대한 연구 주제로 수행되었습니다 또한,이 연구의 일부 결과는 과학 연구를위한 교육, 문화, 스포츠, 과학 및 기술 부여부의 지원을 제공했습니다
악취 버그는 일반적으로 내장에 라이브 바카라 박테리아를 가지고 있지만, Stinger stink 버그는 박테리아 세포 내에 예외적으로 위치합니다Schneidelia(Schneideria)라는 라이브 바카라 박테리아가 있음을 발견했습니다 우리가 악취 버그에서 라이브 바카라 박테리아의 분포를 조사했을 때, 그들은 산란 직후에 계란의 앞쪽 끝에 축적 된 것으로 밝혀졌지만 (그림 1a), 성숙한 배아에서는 이미 복부의 양쪽에있는 박테리아 세포 덩어리 쌍에 국한되었고 (그림 1b), 동일한 국소화가 유고로부터 성 자라서 관찰되었을 때 (그림 1)
 |
| 그림 1 악취 버그 몸체에서 라이브 바카라 박테리아 및 박테리아 세포 질량의 분포 |
| (a) 계란 (b) 성숙한 배아 (c) 1- 원주민 유충 (d) 성인 곤충 상단 행은 Brightfield 이미지이며 하단 행은 공 초점 형광 현미경 이미지입니다 녹색은 라이브 바카라 박테리아를 나타내고 청색은 핵 DNA를 나타냅니다 |
 |
| 그림 2 악취 버그의 배아 발달 동안 라이브 바카라 박테리아 및 박테리아 세포 질량의 분포 |
| (a) 산란 후 48 시간부터 (b) 산란 후 72-84 시간 (c) 산란 후 96 시간 (d) 산란 후 120 시간 상단 행은 배아 형태의 개략도입니다 라이브 바카라 박테리아의 분포는 빨간색으로 설명되어 있습니다 하부 섹션은 공 초점 형광 현미경 이미지입니다 녹색은 라이브 바카라 박테리아를 나타내고 청색은 핵 DNA를 나타냅니다 |
따라서 배아 발달 동안 라이브 바카라 박테리아의 분포를보다 상세하게 조사했을 때, 라이브 바카라 박테리아는 스폰 후 약 48 시간 후에 배아 외부의 복부 표면에 축적되며 (그림 2A) 배아의 6 쌍의 박테리아 세포 질량은 배아 72-84 시간에 위치합니다기본라이브 바카라 박테리아가 이동, 감염 및 국소화되는 유발이 나타났습니다 (그림 2B) 그 후, 산란 후 약 96 시간 후, 왼쪽 및 오른쪽에있는 6 개의 박테리아 세포 질량 대량 학살 (도 2C), 그리고 결국 왼쪽과 오른쪽의 박테리아 세포 질량이 형성되었다 (도 2D)
동종 유전자 생성물이 진딧물 박테리아 세포에 국한되어 있다는보고가 있었지만, 진딧물에서 유전자의 기능을 분석하기가 어렵 기 때문에 후속 연구는 진행되지 않았다 한편, 악취 버그에서, 유전자 기능은 RNA 간섭계를 사용하여 분석 될 수있다 따라서, 동일한 방법을 사용하여 배아 발달 동안 다양한 동종 유전자의 발현을 억제했을 때, 우리는 Ultrabisolux 유전자의 발현이 억제 될 때, 박테리아 세포가 형성되지 않아서 어디로 가야하는 라이브 바카라 박테리아의 산란을 초래한다는 것을 관찰했다 (도 3A 및 B) 게다가현장하이브리드 화 방법를 사용하여 악취 버그의 정상 배아에서 Ultrabisolux 유전자의 발현 국소화가 조사되었을 때, 발현은 양쪽에 6 쌍의 박테리아 세포 질량 프리모디아와 완전히 일치 하였다 (도 3C) Ultrabisolux 유전자는 Drosophila에서 후방 흉부 및 첫 번째 복부 세그먼트의 형태 형성에 관여하지만, 악취 버그에서는 초 Ultrabisolux 유전자의 새로운 발현 패턴이 획득되었으며, 배아 발생 동안 박테리아 세포의 형성을 담당하는 것으로 생각된다
 |
| 그림 3 : 악취 버그 배아에서 울트라 비소 룩스 유전자의 발현 및 억제 효과 |
| (a) 정상 배아 6 쌍의 박테리아 세포 질량 프리 모르 디아는 복부에 형성되며 라이브 바카라 박테리아는 국소화된다 (b) 초소 비소 룩스 유전자의 발현을 억제하는 배아 속 세포 질량 프리 모르 디아는 형성되지 않으며 라이브 바카라 박테리아가 산란된다 (a)-(b)는 라이브 바카라 박테리아를 나타내고 청색은 핵 DNA를 나타냅니다 (c) 정상 배아에서 초소형 유전자의 발현의 국소화 박테리아 세포 질량 프리모 디아와 일치하는 6 쌍의 발현 영역 (Oya-head)이 검출되었다 배아의 전방 발현 (Oya head)은 복부 샘의 후방 흉부 및 전방 복부 끝에서 발현되며, 이는 Ultrabisolux 유전자의 기본 발현 영역이다 (a)-(c)는 산란 후 약 84 시간 인 배아입니다 |
다른 동종 유전자는 또한 박테리아 세포의 형성에 영향을 미쳤다Antennapedia GeneDrosophila에서 다리 형성을 조절하지만 RNA 간섭에 의해 악취 벌레 배아에서 발현이있을 때 박테리아 세포 덩어리의 위치는 배아로 전진하고 일부 개체는 다리에 박테리아 세포를 형성했습니다복부 A 유전자Drosophila에서 두 번째 내지 여덟 번째 복부 노드의 형성을 조절하지만, 악취 버그 배아에서 발현을 억제하면 박테리아 세포 질량의 불완전한 융합이 발생하고 여러 세포 질량으로 나뉘었다 그러나, 이들 유전자의 발현 패턴은 왼쪽과 오른쪽의 박테리아 세포 Primordia와 일치하지 않았다
결론적으로, Drosophila 및 다른 동물에서, 발달 및 형태 형성에 매우 중요한 역할을하는 동종 유전자는 또한 원래 기능 외에 박테리아 세포의 형성에 사용된다는 것이 밝혀졌다 이 연구는 곤충과 박테리아 사이의 높은 라이브 바카라 관계를지지하는 박테리아 세포의 메커니즘에 대한 우리의 이해를 크게 향상 시켰으며, 이는 진화론 적 발달 과학에서 오랜 미스터리였다
앞으로, 우리는 특히 악취 버그에서 울트라 비소 룩스 유전자의 발현 메커니즘을 계속 연구 할 것이며, 메커니즘이 악취 버그 배아에 고유 한 발현 패턴을 어떻게 달성했는지 조사 할 것입니다 또한, 악취 벌레 배아의 박테리아 세포 질량 속의 속 영역이 분리되었다차세대 DNA 시퀀서를 사용하여 포괄적 인 발현 유전자 분석을 수행 할 것입니다 박테리아 세포 분화에 관여하는 유전자 네트워크의 완전한 설명을 촉진합니다 라이브 바카라 박테리아가 악취 버그의 배아 발달 동안 속 세포 질량 프리모디아를 인식한다면, 이들은 구체적으로 감염됩니다신호 분자식별 할 수 있으며, 곤충 라이브 바카라 박테리아뿐만 아니라 병원성 박테리아를 포함하는 감염 제어 기술의 발달로 이어질 수 있으며,이 관점에서 연구가 수행 될 것입니다