국립 선진 산업 과학 기술 연구소 [Nakabachi Ryoji 의장 (Nakabachi Ryoji) (이하 "AIST") 생물학적 프로세스 연구 부서 [Tamura Guhiro 회장], 생물학적 로투스 바카라 및 Evolution Organization 연구 그룹의 연구 그룹, Harumoto Toshiyuki, 전직 과학 연구자 (현재는 과학 연구원) Lausanne) 및 기타,로투스 바카라 박테리아Spiroplasma호스트Drosophila유일한 여성남성 킬생식 작전와 관련된 중요한 메커니즘을 명확히했습니다x 염색체그리고 Y 염색체는 X 염색체를 가진 X 염색체 (XX)를 가진 여성의 절반 (XX)에 불과하며 단백질 -RNA 복합체 (유전자 양 보상 복합체)는 X 염색체 전체에 결합됩니다 Spiroplasma는 구체적 으로이 단백질 -RNA 복합체가 결합 된 염색체를 손상시켜 수컷 배아의 발달로 이어진다프로그래밍 된 세포 사멸 (아 pop 토 시스)이것은 모든 수컷 알이 결과적으로 죽었고, 암컷 알만이 정상적으로 발달하는 것으로 밝혀졌습니다
이것은 로투스 바카라 박테리아를 사용하여 숙주 유기체의 생식 작용에 대한 이해를 향상시킬 것입니다유용한 로투스 바카라여성의 특정 생산,자연적인 살충제의 효율적인 생산과 같은 기술 개발에 기여할 것으로 예상됩니다
이 연구 결과는 2016 년 9 월 21 일 (영국 시간)에 게시되었습니다자연 커뮤니케이션에서 온라인으로 게시 됨
 |
Drosophila melanogaster의 체액에서 로투스 바카라 박테리아 Spiroplasma의 어두운 필드 미세한 이미지 (왼쪽)
그것은 나선형 모양 (화살표)을 가지고 있으며 호스트 파리에서 남성 살해를 유발하여 차세대 감염된 여성을 여성으로 만듭니다
|
미생물의 고급 생물학적 기능은 식품 생산 및 제약 개발을 포함한 다양한 분야에서 사용되었습니다 최근에, 다양한 미생물 중에서, 진행된 생물학적 기능을 보여주기 위해 동물 및 식물과 공생 적으로 상호 작용하는 공생 미생물이 탐험되지 않은 생물학적 자원으로 관심을 끌고있다 로투스 바카라은 또한 생물 다양성의 핵심을 연주하는 동물 그룹으로서 다양한 생물학적 기능을 개발하고 활용할 것으로 예상된다
로투스 바카라과 미생물 사이의 공생 관계는 종종 보이지만, 특히 모든 숙주 로투스 바카라을 여성으로 만드는 공생 미생물 감염과 같은 생식 조작 현상은 성적인 분화와 생식 스타일의 로투스 바카라이 극적으로 변화하는 것뿐만 아니라 기본 생물학적으로 흥미로울 수있을뿐만 아니라 기술적으로 생식을 이끌 수 있습니다 그리고 자연 적 농약의 효율적인 생산 그러나, 특정 분자 및 세포 메커니즘에 대해서는 여전히 많은 미지의 것이있다
AIST는 로투스 바카라 몸체 내에 공생적으로 존재하는 박테리아의 새로운 생물학적 기능을 풀 것입니다 (바카라 주소 : 곤충의 식물、AIST : 바카라 사이트 추천、AIST : 곤충의 신체 색상을、AIST : 해충이 살충제에、AIST : 곤충과 박테리아의 바카라 추천에서 폴리 에스테르의), 로투스 바카라과 공생 박테리아 간의 진행된 주간 상호 작용에 대한 이해 (AIST : Mealybug에서、2014 년 9 월 26 일、AIST : 곤충 라이브 바카라을、AIST : 환경 박테리아에서 발전하는 안전한 바카라 사이트 박테리아) 등과 같은 일을하고 있습니다
숙주 로투스 바카라의 생식을 조작하는 능력으로 알려진 공생 박테리아Wolbachia11230_11263 |에 대한 정보는 "공생 미생물로부터 로투스 바카라을 호스팅하는 수평 게놈 전위 발견"(AIST : 공생 바카라 양방에서 호스트 곤충으로 바카라 양방 게놈), "로투스 바카라 박테리아의 억제는 남성과 여성 사이의 중간 인 나비를 만듭니다"(AIST : 스피드 바카라 박테리아의 억제는 남성과 스피드), "vere bugs에 필수 영양소를 공급하는 세포 내 로투스 바카라 박테리아 Wolbachia의 발견"(AIST : 세포 내 온라인 바카라 박테리아 Wolbachia의), "빈대 생존을 지원하는 로투스 바카라 박테리아 인 Wolbachia의 비타민 B7 합성 용량"(Aisotech Press가 2014 년 7 월 1 일에 발표)와 같은 연구 결과가 있습니다
이번에는 Wolbachia와는 다른 생식 조작 능력을 갖는 로투스 바카라 박테리아 인 Spiroplasma의 남성 사멸 표현형의 분자 및 세포 메커니즘을 명확히하기 위해 노력했습니다 이 연구의 결과 중 일부는 과학 연구 및 특별 연구 연구원을위한 보조금의 지원을 제공했습니다
암컷 Drosophila melanogaster에 의해 놓인 수컷과 암컷 알은 일반적으로 남성과 암컷의 거의 절반에서 발생하지만 (그림 1A), 로투스 바카라 박테리아 Spiroplasma에 감염된 암컷에 의해 암컷 만 발생합니다 (그림 1B)
 |
| 그림 1 Spiroplasma 프리 여성/감염된 여성 차세대 Drosophila (a) 감염되지 않은 여성 어린이는 검은 복부 팁을 가진 남성과 전체 복부 부분을 가진 옅은 색의 여성이 있습니다 (b) 감염된 여성 자손은 발달 중에 남성 배아가 사망함에 따라 여성 일뿐입니다
|
스피로 플라즈마 감염된 암컷에 의해 배치 된 알의 부화율은 절반으로 감소되어 수컷 알이 사망하고 암컷 알 만 발생하고 있음을 나타냅니다 계란 내 배아를 조사한 결과, 암컷 배아는 정상 인 반면, 아 pop 토 시스-유형 프로그래밍 된 세포 사멸은 남성 배아 전체에서 발생했으며 (도 2A, B), 이것이 남성 살해의 직접적인 원인임을 시사한다
 |
| 그림 2 Drosophila 배아에서의 스피로 플라즈마 감염으로 인한 남성 별 세포 사망 흰색 밝은 반점은 세포 사멸의 신호이며 점선은 배아 신체의 윤곽을 나타냅니다 세포 사멸은 감염된 암컷 배아 (A)에서는 거의 보이지 않지만 감염된 수컷 배아 (B)에서 세포 사멸 신호가 신체 전체에 보인다 p53 결실 돌연변이 체를 갖는 감염된 수컷 배아에서 세포 사멸이 유의하게 억제된다 (c)
|
아 pop 토 시스가 남성 배아에서만 발생하는 이유를 조사하려면차세대 시퀀서를 사용하여, spiroplasma에 감염된 남성 배아에서 발현 된 유전자, 감염된 암컷 배아, 감염되지 않은 남성 배아 및 감염되지 않은 여성 배아가 종합적으로 분석되었으며, DNA 손상/수리 관련 유전자 및 아 poptosis 관련 유전자 그룹의 발현은 감염된 수컷 배미오에서 유의하게 증가되었다
이전 연구에서 암 억제 유전자로 유명p53 유전자DNA 손상에 반응하여 아 pop 토 시스를 유도하는 것으로 알려져있다 따라서, P53 유전자가 스피로플라스마로 감염되었을 때, 수컷 배아의 아 pop 토 시스가 억제되었다 (도 2C) 다시 말해, p53 경로를 통한 세포 사멸은 DNA 손상에 의해 유발 된 스피로 플라즈마에 감염된 수컷 배아에서 발생할 수 있음이 밝혀졌다
 |
| 그림 3 스피로 플라스마 감염/감염되지 않은 초파리의 수컷 생식 세포에서 DNA 손상의 국소화 빨간색은 X 염색체를 나타내고, 청색은 다른 염색체를 나타내고, 녹색은 DNA 손상을 나타냅니다 (a) 감염되지 않은 남성에게는 DNA 손상이 거의 없습니다 (b) 감염된 수컷의 X 염색체 (화살표)에서 DNA 손상이 주로 검출됩니다
|
다음으로, Spiroplasma에 감염된 수컷 배아에서 DNA 손상이 발생하는 위치를 조사하기 위해, 우리는 염색체의 DNA 손상 부위를 시각화하고, 세포가 수컷 X 염색체에 집중되어 있음을 발견했다 (도 3A, B) 세포 분열의 과정을 관찰하면 수컷 X 염색체는 잘딸 세포그리고 자주 가교 및 절단이 발생 하였다 (도 4A, b)
 |
| 그림 4 : 스피로 플라즈마에 감염된 Drosophila의 남성 배아에서 세포 분열 동안 X 염색체 분리의 이상 빨간색은 x 염색체를 나타내고 녹색은 다른 염색체를 나타냅니다 (a) 다른 염색체는 두 극으로 이동하고 분리되는 반면, X 염색체 만 분리없이 남겨집니다 (화살표) (b) 남은 X 염색체가 절단되었다 (화살표)
|
Spiroplasma는 수컷 X 염색체를 어떻게 식별합니까? Drosophila의 X 염색체의 절반만이 남성 Drosophila (XY)에 존재하는 것으로 밝혀졌으며, 유전자 발현 수준을 두 배로 늘리는 활성을 갖는 단백질 -RNA 복합체 인 유전자-아임 보상 복합체는 전체 X 염색체에 결합하여 유전자 발현 수준을 조절하는 것으로 밝혀졌다 시험에서, 수컷 초파리 배아에서 유전자-자손 보상 복합체의 형성이 억제되어, 스피로플라스마에 감염된 남성 배아에서 아 pop 토 시스를 억제 하였다 또한, 유전자-자손 보상 복합체가 암컷 초파리 배아에서 발현 될 때, 여성 배아는 또한 스피로 플라즈마 감염으로 인해 사망했다
다시 말해, Spiroplasma는 유전자-자손 보상 복합체에 의해 결합 된 수컷의 X 염색체를 인식하여 DNA 손상을 유발하며, 배아 발달 동안 p53 경로를 통해 세포 사멸을 유도합니다 결과적으로 모든 수컷 알은 죽고 암컷 알만이 정상적으로 발달합니다
우리는 이제 Spiroplasma에 의한 남성 사멸의 메커니즘을 명확히했지만, Spiroplasma가 유전자 용량 보상 복합체의 결합 된 X 염색체를 인식하고 DNA 손상을 유발하는 특정 분자 메커니즘을 명확히 하였다 DNA 및 염색체에 결합하는 독소;이펙터분자 및 표적 구조-의존적 DNA 분해 효소는 후보자로 간주되지만, 우리는 스피로플라스마 게놈 분석의 분자 실체와 스피로 플라스마 감염된 초파리의 대사 산물 분석을 명확하게하기 위해 노력할 것이다
유용한 로투스 바카라 중 다수는 남성과 여성이며 산업적으로 적용되는 값이 다릅니다 예를 들어기생충 말벌이 종은 천연 살충제로 널리 사용되지만 여성만이 몸 안에 알을 낳고 해충을 죽이는 능력이 있으므로 여성을 선택적으로 생산할 수있는 것이 편리합니다 이 연구의 결과를 적용함으로써, 성별에 의해 로투스 바카라을 생산할 수있는 기술의 발전으로 이어질 것으로 예상되며, 이러한 관점에서도 연구가 수행 될 것입니다