P25-31 : シロアリ腸内原生生物が有する糖質加水分解酵素の多型解析

米山 真吾¹,行仕 圭祐²,天野 公貴¹,雪 真弘³,飯田 敏也⁴,大熊 盛也^3,4,宇井 定春²,野田 悟子²
1山梨大・工生命工, 2山梨大・院医学工・生命工, 3理研・バイオマス工学研究プログラム・バイオマス研究基盤チーム, 理研・バイオリソースセンター・微生物材料開発室,
背景：食材性昆虫である下等シロアリの後腸内には原生生物が共生し、効率的な木質分解の役割を担っている。しかし、腸内原生生物は難培養性で、個々の機能や有する木質分解酵素については不明な点が多い。本研究では、共生系で高発現量している糖質加水分解酵素ファミリー（GHF）7,10,45遺伝子について、個々の原生生物が有する遺伝子の多様性を解析した。
方法：シロアリの腸内懸濁液から顕微鏡下で原生生物を分取し、1細胞から等温全ゲノム増幅法によりDNAを、RTaseによりcDNAを調整した。高正確性のDNAポリメラーゼを使用してGHF7,10,45遺伝子を増幅し、パイロシーケンス法で配列を決定した。一部はクローニング後、サンガー法により塩基配列を決定して、解析を行った。
結果と考察：Eucomonympha属、Trichonympha属原生生物からGHF7,45のセルラーゼ、GHF10のヘミセルラーゼ遺伝子をクローニングして、それぞれ約50クローンずつ塩基配列を決定した。相同性により配列をグループ化したところ、3つの遺伝子とも多数のグループが検出され、原生生物のゲノム上に遺伝子が多重化して存在していると考えられた。また、アミノ酸配列に変換できないクローンが検出されたことから、一部は偽遺伝子化していると推定された。一般に偽遺伝子は進化速度が速いため、多型の多さは偽遺伝子化と関係していると推定される。複数の1細胞の解析から、いずれの細胞でも多くの遺伝子多型が存在すること、同属の細胞間で多型が存在することが明らかとなった。多様なGHF遺伝子の存在が、効率的な木質分解に寄与していると考えられる。  

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