2025年 | プレスリリース?研究成果
腸内細菌に頼った「肥満」が青色光耐性を生み出す -適応的実験室進化による昆虫の新規耐性獲得メカニズムの特定-
【本学研究者情报】
〇大学院農学研究科 教授 堀 雅敏
【発表のポイント】
- 実験室选択により、青色光毒性への耐性を进化的に获得したショウジョウバエ系统（选択系统）の作出に成功しました。
- 选択系统の成虫は、肠内细菌に依存して肥満となり、青色光耐性を获得することを発见しました。
- 遗伝子操作によって作成した肥満ショウジョウバエも青色光耐性をもつことを実証しました。
【概要】
作物保护における课题のひとつは、昆虫が迅速に进化(注1)し杀虫剤などに対する耐性を获得する点であり、昆虫の进化プロセスの理解と新たな害虫防除技术の开発は农学における重要なミッションです。青色光毒性(注2)は多様な昆虫种に杀虫効果があり、化学农薬の代替手法として注目されています。
东北大学大学院农学研究科の髙田悠太大学院生（现 产业技术総合研究所モレキュラーバイオシステム研究部门契约职员）、堀雅敏教授らの研究グループは、キイロショウジョウバエを用いた実験室选択(注3)によって、青色光毒性に対する昆虫の进化を観测しました。本研究では、様々な表现型、ゲノム(注4)、トランスクリプトーム(注5)解析により、选択系统の成虫は肠内细菌に依存した肥満を示すことを発见しました。抗生物质処理によって选択系统の青色光耐性がみられなくなること、遗伝子操作(注6)によって肥満を诱导したハエが高い青色光耐性を示したことから、选択系统が肠内细菌を介した「适応的な肥満」によって耐性を获得していることが明らかになりました。今回の発见は、肠内细菌を介した进化の理解、脂质や肠内细菌をターゲットとした効率的な青色光防除の开発に繋がることが期待できます。
この研究成果は、2025年7月7日に、Communications Biologyにオンライン掲载されました。
図1. 実験室選択の概要
コントロール系统（鲍颁尝）では通常饲育をおこない、选択系统との比较に用いました。选択系统（厂尝）では、青色光毒性に対して耐性をもつ个体を亲とすることで选択的に饲育しました。耐性は、青色光照射后の登攀能力（壁を登れるかどうかの指标。元気な个体は壁を登れるが、弱っている个体は壁を登れません。）によって评価しました。
【用语解説】
注1. 進化：遺伝的な変化（変異）が世代間で受け継がれることで、集団中の変異をもつ個体の割合が変化することです。変異によって、個体の形質が変化する場合があります。
注2. 青色光毒性：過剰な青色光の暴露によって生じる毒性で、昆虫では、細胞障害などを引き起こして死に至ります。
注3. 実験室選択：ストレスなどの選択圧を人為的に複数世代にわたって与えることで、特定の形質を選抜し、生物の進化的応答を実験的に観測する研究手法のことです。
注4. ゲノム：生物がもつすべてのDNA配列で、遺伝子領域だけでなく、遺伝子の発現量を調節する領域や非遺伝子領域も含まれます。
注5. トランスクリプトーム：ある時点で発現しているすべてのmRNAの総体のことで、遺伝子の発現状態を網羅的に推測することができます。
注6. 遺伝子操作：特定の遺伝子を人為的に導入、変異、発現制御することで、生物の形質を遺伝学的に変化させる技術です。
【论文情报】
タイトル：Gut microbiota-mediated lipid accumulation as a driver of evolutionary adaptation to blue light toxicity in Drosophila
著者：Yuta Takada*, Toshiharu Ichinose, Naoyuki Fuse, Kokoro Saito, Wakako Ikeda-Ohtsubo, Hiromu Tanimoto, Masatoshi Hori*
*责任着者：东北大学大学院农学研究科 大学院生 髙田悠太
东北大学大学院农学研究科 教授 堀 雅敏
掲載誌：Communications Biology
顿翱滨：
问い合わせ先
（研究に関すること）
东北大学大学院农学研究科
教授 堀 雅敏
TEL: 022-757-4254
Email: masatoshi.hori.a3*tohoku.ac.jp
（*を蔼に置き换えてください）
（报道に関すること）
东北大学大学院农学研究科
総务係
TEL: 022-757-4003
Email: agr-syom*grp.tohoku.ac.jp
（*を蔼に置き换えてください）
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