Molecular mechanisms underlying how Drosophila-associated yeasts and bacteria contribute to larval growth

果蝇相关酵母和细菌如何促进幼虫生长的分子机制

基本信息

批准号：
21K06186
负责人：
服部佑佳子
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

動物と共生する微生物叢は、宿主の生理機能に様々な役割を果たしており、そのひとつが動物の成長を支える代謝産物（栄養素）の供給である。しかし、多数の共生微生物種のうち、どの種がどのような代謝産物を介して宿主成長を支えているかについては、依然として不明な点が多い。本研究では、自然界でショウジョウバエ幼虫の成長に必須の役割を担う共生酵母・細菌に着目した。単離共生微生物を混合して無菌幼虫に与える微生物再構成系や、微生物や宿主の遺伝子発現や代謝産物の網羅的比較解析により、微生物叢が供給する幼虫成長を支える栄養素の同定と、その栄養素が幼虫成長を支える分子機構や宿主―微生物叢間での代謝ネットワークの理解を目指す。当該年度には、複数の微生物が共存することの意義について解析を行った。その結果、ある特定の微生物種の増殖を、共存する別の微生物種が促進することにより、幼虫の成長が支えられていることを見出している。また、微生物種間での幼虫成長を支える能力の違いを、微生物と幼虫のそれぞれの側から解析した。具体的には、微生物種間で幼虫体内での消化のされやすさに違いがないかを検証したり、微生物種が供給する栄養成分の違いについてメタボローム解析を行ったりした。さらに、注目する栄養成分について、幼虫の成長を支えられない微生物とともに与えて幼虫の成長が回復するかのレスキュー実験も行い、成長に寄与する栄養素を同定した。異なる微生物叢を食べた幼虫の遺伝子発現についても、どのような遺伝子が微生物叢間で変動していたかについて、遺伝子機能の解析を行ったり、先行研究のデータとの比較解析を行った。

与动物共存的微生物群在宿主的生理功能中发挥着多种作用，其中之一就是提供支持动物生长的代谢物（营养物质）。然而，目前尚不清楚众多共生微生物物种中的哪一种通过哪些代谢物支持宿主生长。在这项研究中，我们重点关注在自然界果蝇幼虫生长中发挥重要作用的共生酵母和细菌。通过将分离的共生微生物混合并喂养不育幼虫的微生物重建系统，对微生物和宿主的基因表达和代谢物进行综合比较分析，我们鉴定了微生物群提供的支持幼虫生长的营养物质，并确定了营养物质的目的是了解支持幼虫生长的分子机制以及宿主和微生物群之间的代谢网络。在本财年，我们分析了多种微生物共存的意义。结果，他们发现幼虫的生长是通过其他共存微生物物种促进特定微生物物种的增殖来支持的。我们还从微生物和幼虫的角度分析了微生物物种之间支持幼虫生长的能力的差异。具体来说，我们验证了微生物物种之间幼虫内的消化难易程度是否存在差异，并进行代谢组分析以检查微生物物种提供的营养成分的差异。此外，我们进行了一项拯救实验，看看通过将感兴趣的营养成分与不能支持幼虫生长的微生物一起喂养，幼虫的生长是否会恢复，并确定了有助于生长的营养物质。关于以不同微生物群为食的幼虫的基因表达，我们分析了基因功能并比较了先前研究的数据，以找出微生物群之间哪些基因存在差异。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

個体成長を支える栄養基盤としてのショウジョウバエ共生微生物叢の機能解析

果蝇共生微生物群作为支持个体生长的营养基础的功能分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
牟禮あゆみ;櫻井望;高橋優喜;和多田正義;加藤紀彦;後藤愛那;片山高嶺;上村匡;服部佑佳子
通讯作者：
服部佑佳子

“Functional analysis of the Drosophila associated microbes as nutrient source for larval growth”

“果蝇相关微生物作为幼虫生长营养源的功能分析”

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ayumi Mure; Nozomu Sakurai; Yuuki Takahashi; Masayoshi Watada; Toshihiko Katoh; Aina Gotoh; Takane Katayama; Tadashi Uemura;Yukako Hattori.
通讯作者：
Yukako Hattori.

個体成長を支える栄養基盤としてのショウジョウバエ共生微生物叢の機能解析

果蝇共生微生物群作为支持个体生长的营养基础的功能分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
牟禮あゆみ;櫻井望;高橋優喜;和多田正義;加藤紀彦;後藤愛那;片山高嶺;上村匡;服部佑佳子
通讯作者：
服部佑佳子

Inter-organ Wingless/Ror/Akt signaling regulates nutrient-dependent hyperarborization of somatosensory neurons

器官间 Wingless/Ror/Akt 信号传导调节体感神经元的营养依赖性超树枝化

DOI：
10.7554/elife.79461
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
7.7
作者：
Kanaoka Yasutetsu;Onodera Koun;Watanabe Kaori;Hayashi Yusaku;Usui Tadao;Uemura Tadashi;Hattori Yukako
通讯作者：
Hattori Yukako

個体成長を支える宿主―微生物叢相互作用

支持个体生长的宿主-微生物群相互作用