学部生研究チームがNature掲載研究で微生物と宿主の新知見を発見(Publishing in a Leading Journal as Undergraduates)

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2026-07-17 テキサス大学オースチン校

テキサス大学オースティン校の学部生3名が、Nature誌に掲載された共生生物学研究で重要な役割を果たした。研究はNancy Moran教授が率い、アブラムシの細胞内で1億年以上共生してきた細菌Buchneraについて、その共生関係がどのように始まり維持されてきたのかを解明することを目的とした。特に、細菌と宿主の情報伝達に関わる未知のタンパク質の機能に着目し、細菌が宿主細胞内で生存・共生する仕組みの理解を進めた。学部生たちは文献調査や実験方法の改良を主体的に行い、指示を受けるだけでなく研究設計にも積極的に貢献した。Aadhunik Sundar氏は、極細ガラスピペットを用いて数mm程度のアブラムシへペプチド核酸(PNA)を精密注入する高度なマイクロインジェクション実験を担当し、共生細菌の機能解析に必要なデータ取得を支えた。本研究は、学部段階から最先端研究へ参加できる教育プログラムの有効性を示すとともに、昆虫と微生物の長期共生メカニズムの解明に貢献する成果となった。

<関連情報>

宿主細胞への定着に不可欠な分泌型内共生体タンパク質 A secreted endosymbiont protein essential for colonizing host cells

Gerald P. Maeda,,Allen Z. Xue,Ethan W. Yu,Aadhunik Sundar,Derrick L. Kamp,J. Elijah Powell,Thomas E. Smith & Nancy A. Moran
Nature  Published:01 July 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-026-10711-4

学部生研究チームがNature掲載研究で微生物と宿主の新知見を発見(Publishing in a Leading Journal as Undergraduates)

Abstract

Intracellular bacterial symbioses have arisen myriad times in eukaryotes, with dozens known from insects alone1,2. Beginning with Buchnera, the obligate endosymbiont of aphids, genomes of endosymbionts have illuminated their evolutionary origins and metabolic contributions to hosts3,4. However, the mechanisms by which non-culturable endosymbionts enter host cells and suppress cellular immune processes have remained unclear. Here we show that an uncharacterized Buchnera protein, designated SyeA, was present in the Buchnera ancestor, is secreted into the host cytoplasm, is homologous to secreted effectors of bacterial pathogens and is essential for Buchnera transmission. Buchnera is transmitted through expulsion from specialized maternal cells and uptake by embryos5. Using immunofluorescence microscopy, we found elevated SyeA levels after colonization of the embryonic cell, accompanied by actin accumulation at the entry site. SyeA localizes outside the host-derived membrane and actin layer surrounding each Buchnera cell within host cytoplasm. Knockdown of syeA expression disrupts colonization of embryos and embryonic development and elevates lysosomal activity, leading to Buchnera destruction6. Our findings provide insights into how an anciently associated, mutualistic endosymbiont achieves its intracellular existence. SyeA represents a vestige of pathogenic origins that was followed by evolution of increased host control and erosion of the original, more complex pathogenicity machinery.

生物環境工学
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