Integrative analyses of endogenous enzymes involved in wood degradation in termites

白蚁木材降解中涉及的内源酶的综合分析

基本信息

批准号：
22H02360
负责人：
徳田岳
金额：
$ 11.07万
依托单位：
University of the Ryukyus
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本年度はヤマトシロアリの成熟ワーカーを用いて唾液腺と中腸部のRNA-seqを実施した。採集直後のシロアリと２日間絶食させたシロアリ（各５グループ）の唾液腺および中腸よりトータルRNAを抽出した。RNAはマクロジェンに送付し、TruSeqライブラリー作製と次世代シーケンス（NovoSeq6000; 150 bpペアエンド)を依託した。各サンプルより平均5000万リードを取得し、FastPによるアダプタートリミングとQCを実施した後、解析に使用した。DESeq2による解析の結果、唾液腺および中腸のいずれにおいても731遺伝子（全遺伝子の約5％）が絶食前後で有意な遺伝子発現の変動を示した（Padj<0.05）。近年解析の終了したヤマトシロアリゲノム（Shigenobu et al. 2022 PNAS）より得られたCDS配列に対して、RSEMを用いて中腸及び唾液腺に由来するRNA配列のリードをマッピング（Bowtie2)し、内源性発現遺伝子の発現量の定量を行った。さらCarbohydrate Active Enzymes (CAZymes)のデータベースであるdbCAN2（ver.11）を用いて、ヤマトシロアリゲノムより得られたCDS配列から、糖質の分解や修飾に関係する酵素遺伝子の配列を抽出した。その結果、ヤマトシロアリは中腸と唾液腺の間で大きく異なる消化酵素の発現パターンを示すことが明らかになった。セルロース消化酵素としては唾液腺ではGH9（セルラーゼ）が高発現しているが、中腸での発現量が低く、代わりにAA15（LPMO）が中腸において比較的高発現していた。シロアリを絶食させるとGH22（リゾチーム）の発現量が増加しており、肛門食によって受け渡される腸内微生物を消化している可能性が示唆された。また、主要な消化酵素についてはタンパク質発現系も構築した。

今年，使用成熟的大和白蚁工人在唾液腺和中肠里进行RNA-Seq。在收集后立即从白蚁的唾液腺和中肠中提取总RNA，并禁食2天（每组5组）。 RNA被发送到宏基因，并被Truseq库的创建和下一代测序（Novoseq6000; 150 bp配对）。从每个样品中平均获得了5000万次读数，并在使用FASTP进行适配器修剪和QC后，将样品用于分析。使用DESEQ2分析表明，在禁食之前和之后，唾液腺和中肠禁食之前和之后的基因表达显着变化（PADJ <0.05）。最近已经分析了从Yamato termite Alligenome（Shigenobu等人2022 PNA）获得的CDS序列，该序列已被分析，使用RSEM绘制了RNA序列的RNA序列（Bowtie2），并使用RSEM得出，并使用RSEM绘制了内源表达基因的表达水平。此外，使用DBCAN2（VER.11），碳水化合物活性酶（Cazymes）的数据库，从Yamato Termite alligenite中获得的CDS序列提取了参与碳水化合物降解和修饰的酶基因的序列。结果表明，亚马托白蚁在中肠和唾液腺之间表现出显着不同的消化酶表达模式。作为一种纤维素消化酶，GH9（纤维素酶）在唾液腺中高度表达，但是中肠中的表达水平较低，而在中肠中，AA15（LPMO）相对高度表达。禁食白蚁增加了GH22（溶菌酶）的表达水平，这表明它可能正在消化肠道饮食中通过的肠道微生物。还为主要的消化酶构建了蛋白质表达系统。

项目成果

期刊论文数量（1）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ゲノム配列を利用したヤマトシロアリ木材消化酵素の発現解析

利用基因组序列分析大和白蚁木材消化酶的表达

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
渡邊希香;山溝千尋;横山英子;石橋和大;瀬尾茂美;小杉海斗・高木圭子・藤井告・伴野豊・金児雄;大森裕介・小杉海斗・藤井告・伴野豊・金児雄;木矢剛智・子浦由大・國生龍平・金子佳樹・岩見雅史・木矢星歌;金子佳樹・國生龍平・岩見雅史・木矢剛智;河合祐作・浜島りな・小林迪弘・池田素子;國生龍平・子浦由大・岩見雅史・木矢剛智;原屋正龍・池田素子・浜島りな;礒部詩保・浜島りな・小林淳・池田素子;河合祐作・浜島りな・池田素子;浜島りな・原屋正龍・池田素子;原屋正龍・池田素子・浜島りな;徳田　岳・関根麗子・渡辺裕文
通讯作者：
徳田　岳・関根麗子・渡辺裕文