약 절반의 곤충에 감염된 것으로 알려진 공생 세균 "볼바키아".감염된 숙주의 암컷 알에 들어가는 것으로 차세대로 전해져, 수컷 숙주로부터 전파하는 일은 없다.볼바키아균은 감염된 암컷이 번식하는데 유리할 수 있도록 암컷의 단위생식이나 비감염된 암컷과의 교미로 수정이 일어나지 않도록 하는 등 다양한 전략으로 숙주를 조작한다고 한다. .그러나 왜 볼바키아균에 이런 일을 할 수 있는지는 불분명했다.
도호쿠 대학의 야마모토 다이스케 교수, 대수학 연구원들은, 볼바키아균의 DNA 단편을 불임의 초파리로 일하게 하는 것으로 감염과 같은 효과를 일으켜, 숙주 조작의 구조를 해명.연구 성과는 미국 과학지 'Current Biology' 온라인판에 게재되었다.
Drosophila의 돌연변이 중 하나는 Sex-lethal (Sxl) 변이체입니다.이것은 알을 만드는 세포가 난소에서 손실되어 알을 할 수 없게 되는 것이지만, 이것이 볼바키아균에 감염되면 알이 다시 만들어지게 되는 것이 알려져 있다.
이 연구 그룹에서는 볼바키아균이 가지는 약 1200개의 유전자 중, 어느 것이 이 작용을 일으키는지에 대해 연구를 실시했다.우선 볼바키아균의 DNA를 단편화하고, 초파리의 정상적인 암컷 난소의 생식 줄기세포에서 작동시켰는데, 기능을 잃게 하는 것이 1종류 발견되었다.이 DNA 단편을 불임의 Sxl 변이체의 암컷에서 작용시킨 결과, 잃어버린 생식 줄기 세포가 부활했다고 한다.즉, 이 DNA 단편만으로 볼바키아균의 숙주 조작을 재현할 수 있었다.
이 DNA 단편에 들어 있던 유전자를 연구 그룹에서는 「TomO(친구)」라고 명명.연구를 진행하는 동안, TomO로부터 만들어진 「TomO 단백질」이 볼바키아균으로부터 분비되어, 숙주의 nanos라는 유전자에 작용하여 Nanos 단백질을 늘려, 생식 줄기 세포를 부활시키는 것이 밝혀졌다.
TomO 대신 Nanos 단백질을 과발현시키면 역시 Sxl 변이체에 생식 줄기세포가 부활하는 것도 알고 있다. Nanos는 포유류의 생식 줄기세포를 유지하는 작용을 가지기 때문에, 본 연구 성과는 세균에 의한 숙주 조작의 기구 해명 뿐만이 아니라, TomO를 이용한 포유류의 생식 기능 향상으로 이어지는 새로운 어프로치를 나타내는 것이다.
