広報活動

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2009年3月10日

理化学研究所

アブラムシは、かつて別の細菌から獲得した遺伝子で必須共生細菌を制御する

- 世界初、動物-細菌間の共生維持に利用される遺伝子の驚くべき起源を発見 -

エンドウヒゲナガアブラムシ(撮影:中鉢淳)

私たちヒトを含む動物は、病原性を示すものから有益なものまで、さまざまな細菌に囲まれて生活しています。そんな細菌から動物が遺伝子を貰い受け、利用しているという驚くべき例を、基幹研究所の宮城島独立主幹研究ユニットと放送大学の研究グループが、植物に寄生する小さな昆虫「アブラムシ」から見つけました。

世界的な農業害虫として知られ、その被害額が毎年数百億円にも上るとされるアブラムシは、栄養価の低い植物の師管液だけを餌としながら、きわめて高い繁殖力を示します。アブラムシのこの爆発的な繁殖を支えているのが、必須アミノ酸などの栄養分を供給する相利共生細菌「ブフネラ」です。アブラムシは「菌細胞」という特殊な細胞の中にブフネラを収納し、師管液からは得られない栄養を獲得しており、ブフネラなしでは繁殖できません。一方でブフネラは、アブラムシの菌細胞の中だけを生活圏とした、一億年以上にもわたる進化の過程で、多くの遺伝子を失い、宿主菌細胞の助けなしでは生きられなくなっています。

研究グループは、ブフネラの生存を支えるために、菌細胞でさかんに発現しているアブラムシの遺伝子のうち、少なくとも2種類が、かつて細菌からアブラムシのゲノムに飛び込んだものであることを明らかにしました。また驚くべきことに、2つの遺伝子のうち1つは、明らかにブフネラとは遠縁で、かつてアブラムシに感染していた別の細菌に由来するものでした。遺伝子が動物-細菌間の壁を乗り越えて機能し、さらに別の細菌との共生関係に利用されるという今回の発見は、生物が、これまでの常識を超えて柔軟であることを示します。これは、オルガネラの初期進化をはじめとする、生物進化のメカニズムについて重要な示唆を与えるばかりでなく、生物間の相互作用を扱う、基礎から応用にわたる幅広い分野に、大きなインパクトをもたらすものです。またアブラムシは、ブフネラなしでは繁殖できないことから、共生系の基盤を理解することで、環境にやさしい、安全な害虫防除法の開発につながると期待されます。

理化学研究所
宮城島独立主幹研究ユニット
ユニット研究員 中鉢 淳(なかばち あつし)
Tel : 048-467-9332 / Fax : 048-467-9329