生体の科学55巻3号

2004年06月発行

特集 分子進化学の現在

共生という生き方の帰結―微生物ゲノム解析からの洞察

著者： 深津武馬¹ 石川統²

所属機関： ¹産業技術総合研究所生物機能工学研究部門生物共生相互作用研究グループ ²放送大学自然の理解専攻

ページ範囲：P.217 - P.225

[1]　アブラムシの必須共生細菌Buchnera

　アブラムシ類は世界中で4000種以上が知られ，一生を通じて植物の汁液のみを餌とする吸汁性昆虫である。植物の師管液にはショ糖が多量に含まれるが，タンパク質や脂質はほとんど存在しない。窒素源としてはある程度の量のアミノ酸が含まれるが，その組成は大きく偏っており，必須アミノ酸の含量が低いために，普通の動物にとっては利用困難である。しかしアブラムシ類はこのような栄養的に難しい食物資源の利用に特化して，温帯域でもっとも重要な農業害虫の一つとなるほどの繁栄を実現している。その秘密は，アブラムシの体の中に存在するミクロの共生系にある。

　アブラムシの体内には菌細胞（mycetocytes, bacteriocytes）と呼ばれる巨大細胞が存在し，その細胞質の中に無数の球状の細菌が共生している（図1）。この共生細菌は，大腸菌などに近縁のγプロテオバクテリアに属しており，Buchnera aphidicolaと呼ばれている^1）。抗生物質や高温によってBuchneraを除去すると，アブラムシの成長は著しく阻害されて，不妊になってしまう。Buchneraの方もアブラムシの体内でしか生きていけず，胚発生や卵形成過程における垂直感染で母虫から子へと伝えられていく。栄養生理学的な解析から，Buchneraは必須アミノ酸を効率的に合成して，宿主アブラムシに供給していることが示されている^2）。すなわち，宿主アブラムシと共生細菌Buchneraは，お互いなしでは生きていけない一つの生物複合体として絶対相利共生関係にある。両者の緊密な共生関係は，2億年前後の進化の歴史をもつと考えられている^3）。

参考文献

41：566-568, 1991

43：17-37, 1998

253：167-171, 1993

407：81-86, 2000

108：583-586, 2002

270：397-403, 1995

396：133-140, 1998

45：848-851, 1995

82：101-104, 1981

32：402-407, 2002

6：263-278, 1998

15：321-326, 2000

405：299-304, 2000

55：709-742, 2001

15）Bushman F：Lateral DNA Transfer：Mechanisms and Consequences. Cold Spring Harbor Lab. Press Plainview, NY, 2002

11：555-565, 2001

15：6-16, 1998

16：291-317, 1987

9：4359-4366, 1990

17：589-596, 2001

18：829-839, 2001

407：757-762, 2000

296：2376-2379, 2002

100：581-586, 2003

19：176-180, 2003

409：529-533, 2001

66：2748-2758, 2000

67：5315-5320, 2001

27：189-195, 2002

100：1803-1807, 2003

11：2123-2135, 2002

303：1989-1989, 2004

97：10855-10890, 2000

270：2543-2550, 2003