科研費獲得情報 - 徳田　岳

腸内微生物の実験的置換によるシロアリ進化の追体験

挑戦的研究(開拓)

課題番号: 23K17380

研究期間: 2023年06月  -  2027年03月 

代表者: 徳田　岳  研究分担者: ブーギニヨン　トマ、水元　惟暁

直接経費: 19,400,000（円）  間接経費: 5,820,000（円）  金額合計: 25,220,000（円）

シロアリの木材消化に関わる宿主由来酵素の統合解析

基盤研究(B)

課題番号: 22H02360

研究期間: 2022年04月  -  2026年03月 

代表者: 徳田　岳  研究分担者: 渡辺裕文

直接経費: 13,300,000（円）  間接経費: 3,990,000（円）  金額合計: 17,290,000（円）

ナガカメムシ類における宿主－共生微生物間相互作用の進化と発生学的基盤

特別研究員奨励費

課題番号: 17F17409

研究期間: 2017年11月  -  2020年03月 

代表者: 徳田 岳, KUECHLER STEFAN 

直接経費: 2,300,000（円）  間接経費: 2,300,000（円）  金額合計: 0（円）

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ナガカメムシ上科に属するカメムシ類は菌細胞という特殊な共生細胞に細胞内共生細菌を宿すことが知られており、主に６つの異なる共生細菌の分布様式が確認されている。ところが、宿主昆虫が多様な菌細胞の発生機構をそれぞれどのように獲得し、進化させてきたのかは不明である。そこで、近縁ながら菌細胞の発生経路が大きく異なる２つの種、ヒメナガカメムシおよびウスイロヒラタナガカメムシに着目し、菌細胞の細胞動態・遺伝子発現の比較解析を実施して両者の共通点と相違点を探ることにより、菌細胞の進化発生学的基盤の解明を目指している。 <BR> １）顕微鏡観察：卵内における共生微生物感染過程の細胞動態を詳細に明らかにするため、まずFISH観察用の標本作成方法の最適化を実施した。固定方法および対物レンズの変更を試みることで、従来の低倍率組織レベルではなく細胞レベルでの高解像度の観察が可能になった。本手法を用いてヒメナガカメムシで抗生物質処理によって共生細菌を除去した個体を観察したところ、共生細菌の有無に関わらず菌細胞原基は形成されることを確認した。一方、ウスイロヒラタナガカメムシにおいては、予定菌細胞原基に共生細菌が感染するわけではなく、共生細菌を含んだsymbiont ballが胚の中心部にそのまま沈んでいく過程が観察された。 <BR> ２）トランスクリプトーム実験：ナガカメムシにおいてはこれまでにUbx遺伝子発現が菌細胞形成に関わることが知られているが、菌細胞形成の調節機構の詳細は不明であり、近縁種でも同様の機構が保存されている証拠はない。そこで、本研究では上述２種の菌細胞形成時における遺伝子発現をRNA-seqによって比較解析することを試みている。これまでに菌細胞の分離手法とRNA抽出条件を検討した。

腸内共生系進化が宿主昆虫に与えるインパクト： 微量メタボローム・ゲノミクスの融合

基盤研究(A)

課題番号: 17H01510

研究期間: 2017年04月  -  2022年03月 

代表者: 徳田　岳  研究分担者: 木原 久美子 熊本高等専門学校, 生物化学システム工学科, 准教授 (50622916) 北出 理 茨城大学, 理学部, 教授 (80302321) 本郷 裕一 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (90392117) 福田 真嗣 慶應義塾大学, 政策・メディア研究科, 特任准教授 (80435677)

直接経費: 27,800,000（円）  間接経費: 8,340,000（円）  金額合計: 36,140,000（円）

モノクローナル抗体によるシロアリ腸内共生細菌の表層木質分解酵素分子の探索

挑戦的萌芽研究

課題番号: 15K14900

研究期間: 2015年04月  -  2018年03月 

代表者: 徳田 岳  研究分担者: 松浦 優, 藤島 政博, ミカエルヤン アラム, ブルネ アンドレアス

直接経費: 2,900,000（円）  間接経費: 870,000（円）  金額合計: 3,770,000（円）

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本研究ではタカサゴシロアリの後腸内に分布する木質付着細菌叢そのものを抗原として、表層タンパク質に対するモノクローナル抗体作製を試み、後腸の木質分解に関わる主要な細菌の同定に挑戦した。抗体作製の結果、15種類のモノクローナル抗体を得た。本種の後腸内細菌のメタトランンスクリプトームにおいて特に発現量の多かったキシラナーゼに対してモノクローナル抗体のスクリーニングを実施したところ、交差活性を示す抗体が見つかった。蛍光顕微鏡と共焦点レーザー顕微鏡による観察の結果、この抗体は一部のらせん型形態をした細菌を認識していた。これらの抗体は今後のシロアリ共生系研究の中で貴重な財産となり得るものである。

テングザルの前胃内微生物叢の種内変異と適応的意義

挑戦的萌芽研究

課題番号: 15K14605

研究期間: 2015年04月  -  2017年03月 

代表者: 松田 一希, 今井 啓雄, 福田 真嗣, 松井 宏樹, 徳田 岳 

直接経費: 3,100,000（円）  間接経費: 930,000（円）  金額合計: 4,030,000（円）

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本研究の目的は、多様な植生環境に棲むテングザル（前胃発酵霊長類）が、単調な植生に棲むものに比して、より多様な前胃内微生物叢を有すことを明らかにすることである。2年間のプロジェクト内に、野生個体４、半野生個体１、飼育個体１の合計６個体より前胃の内容物の収集に成功し、分析を行った。その結果、牛のルーメンなどの偶蹄類に共生し、セルロース分解を行っている細菌を多数検出した。また、前胃内微生物叢の多様度が、テングザルの生息環境によって大きく異なることを発見した。加えて、前胃内容物をもちいた酵素活性実験から、前胃内微生物がヘミセルロースを中心に植物細胞壁の分解を行っていることも示唆された。

昆虫セルロース消化系の効率化に寄与した代謝因子の探索

基盤研究(B)

課題番号: 26292177

研究期間: 2014年04月  -  2017年03月 

代表者: 徳田　岳  研究分担者: 菊地淳・大熊盛也

直接経費: 8,500,000（円）  間接経費: 2,550,000（円）  金額合計: 11,050,000（円）

昆虫セルロース消化系の効率化に寄与した代謝因子の探索

基盤研究(B)

課題番号: 26292177

研究期間: 2014年04月  -  2017年03月 

代表者: 徳田 岳, 菊地 淳, 大熊 盛也, 本郷 裕一, 金城 幸宏, クマラ ロヒタ, ナレパ クリスティン, パク ユンチョル 

直接経費: 8,500,000（円）  間接経費: 11,050,000（円）  金額合計: 2,550,000（円）

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本研究では、主にゴキブリからシロアリへの進化の過程でセルロース消化の効率化に寄与した因子を探索した。キゴキブリから下等シロアリへの進化過程では、細胞内共生系と腸内共生系の代謝物を巡る競合が起きており、結果的に腸内微生物への依存度が増していったことが示唆された。また、下等シロアリでは宿主ゲノム内でセルラーゼ遺伝子の重複が起きており、機能の多様化が起こったことが示唆された。さらに高等シロアリでは消化管に組織複合域を作り出すことで、液胞型ATPaseなどの輸送分子が関与して腸内腔のアルカリ化を引き起こし、リグニンの可溶化等によって腸内微生物によるセルロース消化を促進している可能性が明らかになった。

キゴキブリ集団間における細胞内共生系とセルロース消化共生系との代謝競合

新学術領域研究

課題番号: 26117722

研究期間: 2014年04月  -  2016年03月 

代表者: 徳田　岳 

直接経費: 4,600,000（円）  間接経費: 1,380,000（円）  金額合計: 5,980,000（円）

メタボローム解析から俯瞰するシロアリの高効率セルロース分解・代謝系

挑戦的萌芽研究

課題番号: 22658018

研究期間: 2010年04月  -  2012年03月 

代表者: 徳田　岳  研究分担者: 守屋敏春・菊地淳

直接経費: 1,600,000（円）  金額合計: 1,600,000（円）

シロアリ共生細菌によるセルロース分解機構

基盤研究(B)

課題番号: 20380037

研究期間: 2008年  -  2011年 

代表者: 徳田　岳 

直接経費: 3,700,000（円）  間接経費: 1,110,000（円）  金額合計: 4,810,000（円）

オーストラリアにおける亜熱帯陸海域環境を支える微生物基盤の比較研究

基盤研究(B)

課題番号: 00000000

研究期間: 2005年04月  -  2007年03月 

代表者: 山崎秀雄 

シロアリ類のヘミセルロース消化機構に関する研究

若手研究(B)

課題番号: 16780037

研究期間: 2004年  -  2006年 

代表者: 徳田　岳 

直接経費: 1,000,000（円）  金額合計: 1,000,000（円）

シロアリ類の消化管内β-グルコシダーゼの精製と解析

若手研究(B)

課題番号: 13760043

研究期間: 2001年04月  -  2003年03月 

代表者: 徳田　岳 

直接経費: 2,000,000（円）  間接経費: 600,000（円）  金額合計: 2,600,000（円）