고위 산업 과학 기술 연구소 [Nakabachi Ryoji 의장 (Nakabachi Ryoji)] (이하 AIST ") 생물학적 프로세스 연구 부서 [연구 부서 이사 Tamura Guhiro] Fukatsu Takema 최고 연구원 (및 이사) 연구 그룹, 생물 스피드 바카라 진화 조직 연구 그룹, Biology Synological Systems의 연구 그룹 [Locator and Waseda Lakological Systems의 연구 그룹 [Locator and Waseda Exportory Labinator and Waseda Lainatory Locator (및 이사) 생물학적 과정 연구 부서 연구 그룹 Anbutsu Shoshi 최고 연구원 및 생물 스피드 바카라 진화 조직 연구 그룹 Moriyama Minoru 연구원 및 생물 스피드 바카라 진화 조직 연구 그룹, 오픈 대학교, Kyushu University, Kyushi University, Kyoto University, Kyoto University, Okinawa University, Okinawa University, Okinawa University 및 Instical의 공동 연구원 및 생물 스피드 바카라 진화 조직 연구 그룹Weevil4 유형세포 내 스피드 바카라 박테리아Nardonella아미노산의 한 유형티로신의 합성을 위해 특수화 된 매우 작은 게놈이라는 것이 명확 해졌다 게다가,외골격매우 뻣뻣한 것으로 알려져Black Weevil티로신 합성을 통한 Nardonella, 숙주 곤충의 외골격Cutchle의 채색 및 경화에 관여하고, 티로신 합성의 최종 단계는 숙주 유전자에 의해 조절된다는 것이 입증되었다
이 연구는 세계 최초의 스피드 바카라 박테리아가 딱정벌레의 경도에 어떻게 관여 하는지를 밝혀 냈습니다 많은 딱정벌레는 중요한 농업 해충, 숲 해충 및 곡물 해충이기 때문에, 이것이이 결과에 기초하여 표피 형성을 목표로하는 새로운 해충 방제 방법의 개발로 이어질 것으로 기대됩니다
이 결과는 2017 년 9 월 18 일 (Eastern US Time)에 게시되었습니다National Academy of Sciences USA의 절차에 온라인으로 게시되었습니다 (국립 과학 아카데미의 절차)
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| 매우 단단한 몸으로 알려진 Black Weevil |
미생물에 의한 발효 및 재료 생산과 같은 기능은 인간 사회의 다양한 측면에서 사용되었습니다 최근 몇 년 동안 장 박테리아는 인간 질병과 신체 건강에 깊이 관여하고 있으며, 유기체에 존재하는 박테리아의 다양한 생물학적 기능, 즉 스피드 바카라 박테리아가 관심을 끌고 있음이 밝혀졌습니다
본질적으로, 곤충과 박테리아 사이의 스피드 바카라 관계는 보편적으로 보이며, 유기체 간의 다양한 상호 작용이 서로의 다양성을 반영합니다 이 중에서도 많은 알려진 현상이 스피드 바카라 박테리아에 의해 생성되고 공급되는데, 이는 숙주의 생존에 중요하며, 특히 호스트가 해충이라면 새로운 해충 제어 기술을 개발하기위한 시드가 될 수 있습니다
AIST는 곤충 내에 스피드 바카라적으로 존재하는 박테리아에 초점을 맞추 었으며 지금까지 숙주와 스피드 바카라 박테리아 사이의 다양한 새로운 생물학적 기능과 상호 작용을 드러냈다 스피드 바카라 박테리아가 숙주에 필수 영양소를 공급하는 방법의 예는 세포 내 스피드 바카라 박테리아 Wolbachia의 기능을 설명하는 것입니다AIST : 세포 내 온라인 바카라,Aisotech Press 2014 년 7 월 1 일 발표)와 같은 결과가있었습니다
이번에, 우리는 세포 내 스피드 바카라 박테리아 나르 도넬라의 전체 게놈 서열을 결정했는데, 그 생물학적 기능은 1 억 년 이상 바구미와 밀접한 스피드 바카라 관계를 맺고 있음에도 불구하고 생물학적 기능이 알려지지 않았으며, 게놈 정보에서 공제 된 나르 도넬라의 기능에 대한 상세한 설명에 대해 연구했다
또한,이 연구 중 일부는 과학 연구를위한 교육, 문화, 스포츠, 과학 기술 부여부의 지원으로 수행되었습니다
곤충은 지금까지 나열된 대부분의 종이며 지상 생태계의 주요 그룹입니다 그중에서도 딱정벌레는 가장 번창하는 종이며, 그 이유 중 하나는 딱정벌레를 특성화하는 딱딱한 외골격 큐티클의 발달 때문입니다 강력한 외골격은 기계적 강도를 높이고, 건조 함과 외부 적으로부터 자신을 보호하며, 딱정벌레의 적응에 중요한 역할을합니다
바구미는 Coleoptera 사이에 특히 많은 종의 종을 가지고 있으며, 많은 종은 딱딱한 외골격을 가지고 있습니다 다양한 바구미는 신체에 스피드 바카라 박테리아 인 Nardonella를 가지고 다닙니다 예를 들어, 특히 강력한 외골격으로 알려진 검은 색 애벌레 딱정벌레 인 Nardonella (도 1B)는 박테리아 세포의 세포질 내에 국소화되어 유충의 위장관과 관련된 스피드 바카라 기관 (도 1C)과 관련된 스피드 바카라 기관 (도 1D) 내에 위치된다 (도 1C) 호스트 바보분자 계통 발생 나무11539_11630
이번에는 Nardonella의 전체 게놈 시퀀싱을 결정했습니다 Nardonella의 전체 게놈 시퀀싱은 4 종의 바구미 (검은 색 애벌레, 손바닥 같은 해충, 손바닥과 같은 해충, 소나무 같은 해충, 고구마 같은 해충)와 공존합니다 (그림 2) 결과적으로, 게놈 크기는 약 200,000 개의 염기 쌍에서 매우 작으며, 이는 박테리아 생존에 필수적이다복제,전송,번역에 관여하는 최소 유전자 이외의 거의 모든 대사 유전자가 손실되었습니다 그러나, 아미노산의 유형 인 티로신의 합성 유전자만이 보존되고, 나르 도넬라는 티로신 합성을위한 기능을 갖는 것으로 밝혀졌다
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그림 1 검은 꼬리 바구미 및 세포 내 스피드 바카라 박테리아 Nardonella (a) 성인 (b) 나르 도넬라의 투과 전자 현미경 이미지 (c) 유충 (d) 유충의 소화관을 둘러싼 스피드 바카라 기관 (e) 박테리아 세포의 세포질에 국한된 나르 도넬라 (d) 및 (e)에서, 나르 도넬라는 형광성 염색 된 적색으로 염색되었고 DNA는 파란색이었다 |
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그림 2 : 4 종의 바구미의 세포 내 스피드 바카라 박테리아 Nardonella의 게놈 구조 (a) 손바닥으로 태어난 바구미, (b) 바구니 출신, (c) 애벌레, (d) 검은 꼬리 바구미 나르 도넬라 둘 다 게놈 크기가 약 200,000베이스 쌍으로 크게 감소 된 게놈 크기를 가지고 있습니다 (약 4 백만베이스 쌍의 대장균) |
많은 바구미는 열심히 발달 된 외골격을 가지고 있으며, 티로신은 외골격을 경화하고 채색하는 데 필요한 것으로 알려져 있습니다 따라서, 매우 뻣뻣한 외골격으로 알려진 검은 색 바구미의 유충이 고온 및 항생제로 처리되어 Nardonella의 감염 밀도를 억제 할 때 (도 3A), 신체 유체에서 티로신의 농도가 감소하고 (도 3B), 신흥 성인의 외상율이 레드 디시 및 소프트 (도 3C)가되었다 (도 3B) 이 결과는 나르 도넬라-매개 티로신 합성이 숙주 바구미의 외골격을 채색하고 경화시키는 데 중요한 역할을한다는 것을 보여준다
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그림 3 : 검은 메기 딱정벌레에 대한 항생제 치료에 의한 Nardonella 억제 효과 항생제를 먹은 유충에서, Intrabody의 Nardonella 감염 밀도 (a) 및 체액의 티로신 농도 (b)는 상당히 감소되었다 그러한 유충이 나타 났을 때, 붉은 큐티클을 가진 성인 (c)이 자주 나타났습니다 * 통계적으로 유의 한 차이를 나타냅니다 |
흥미롭게도, 나르도 넬라 게놈에서 암호화 된 티로신 합성 유전자의 최종 단계 유전자만이 결실되었다 (도 4A) 따라서, 우리는 검은 꼬리 바구미 유충의 스피드 바카라 기관에서 발현 된 숙주 유전자를 소개 할 것이다RNA-Seq 방법| 티로신 합성의 마지막 단계를 담당합니다Aminotransferase유전자가 발현되었고, 스피드 바카라 기관의 발현 수준은 다른 조직보다 상당히 높았다 (도 4B)RNA 간섭 방법를 사용하여 유충 동안 숙주 아미노 트랜스퍼 라제 유전자의 발현이 억제되었을 때, 신체 액체에서의 티로신의 농도가 감소하고 부드러운 부드러운 곤충이 등장하기 시작했다 (도 4C) 이들 결과는 숙주 위보의 효소 유전자가 나르 도넬라에 의한 티로신 합성의 최종 단계를 담당하여 티로신 합성을 제어한다는 것을 시사한다
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그림 4 Nardonella의 티로신 합성의 마지막 단계에서의 숙주 제어 (a) Nardonella의 게놈에서 암호화 된 티로신 합성 유전자 그룹 (b) 숙주 아미노 트랜스퍼 라제 유전자의 조직-특이 적 발현 수준 (c) 아미노 트랜스퍼 라제 유전자의 발현이 억제되는 유충에서 나오는 성인 벌레 |
이러한 결과는 (1) 세포 내 스피드 바카라 박테리아 인 Nardonella, 바구미에 대한 최소한의 게놈이 티로신 합성이라는 단일 생물학적 기능을 전문으로하며, 숙주 엑소 골격 큐티클의 형성에 필수적임을 보여준다 숙주 스피드 바카라 기관에서 고도로 발현 된, (3) 숙주 측 아미노 트랜스퍼 라제는 스피드 바카라 기관에서 티로신 합성을 조절하고, (4) 고도로 통합 된 나르 도넬라 및 숙주 게놈 및 대사 수준은 evil 킬 심보 틱 오르간이 엑소 스켈레톤 형성에 필요한 티로신 공급 기관으로서 기능하게한다
미래에, 우리는 외골격 큐티클이 잘 발달되고 성장, 생존 및 생식을위한 스피드 바카라 박테리아에 의존하는 다른 곤충에 대해서도 유사한 스피드 바카라 관계가 가능할 가능성을 조사 할 것입니다 또한,이 연구의 결과는 큐티클 형성을 대상으로 새로운 해충 방제 기술의 개발로 이어질 수 있으며, 우리는 이러한 관점에서 연구를 개발할 계획이다