メスになるためには共生者が必要~宿主のメス決定遺伝子が喪失し、共生細菌が肩代わりしている分子的証拠を発見~

2026-01-08 東京大学

東京大学大学院農学生命科学研究科の勝間進教授らは、トウモロコシ害虫アワノメイガにおいて、性決定の最上位因子が共生細菌によって完全に置き換えられている分子的証拠を発見した。研究チームは、アワノメイガのメス決定遺伝子OfFemを同定し、オス殺しを行う共生細菌ボルバキアに感染した系統では、このOfFemがゲノム上から喪失していることを明らかにした。その結果、ボルバキアを除去すると、宿主側にメス化因子が存在しないため、逆にメスだけが致死する「メス殺し」が起きる。これは、長期的な共生の過程で、宿主の染色体性決定機構が細胞質因子である共生者に完全に依存するよう進化したことを示す初の分子レベルの実証である。本成果は、昆虫の性決定進化や共生関係の理解を大きく前進させる。

メスになるためには共生者が必要~宿主のメス決定遺伝子が喪失し、共生細菌が肩代わりしている分子的証拠を発見~
アワノメイガと共生しているオス殺しボルバキア(緑は細胞核で、赤がボルバキア)

<関連情報>

長期にわたるボルバキア共生中の染色体性決定から細胞質性決定への完全な移行 Complete transition from chromosomal to cytoplasmic sex determination during prolonged Wolbachia symbiosis

Takahiro Fukui,Tomohiro Muro,Noriko Matsuda-Imai,Tatsunori Kaneda,Hidetaka Kosako,Hideaki Hiraki,Keisuke Shoji,Takeshi Fujii,Yutaka Suzuki,Atsushi Toyoda,Takehiko Itoh,Takashi Kiuchi & Susumu Katsuma
Nature Communications  Published:08 January 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-67993-x

Abstract

Wolbachia infection causes male-specific death in Ostrinia furnacalis, but its removal from infected strains results in female-specific death instead of restoring 1:1 sex ratio, suggesting that cytoplasmic Wolbachia, not the host genome, primarily determines femaleness in infected strains. This phenomenon is a striking example of the evolutionary outcome of cytoplasmic sex determination, potentially arising from prolonged host-symbiont co-evolution. Although we recently identified Oscar, the Wolbachia-encoded male-killing effector targeting the host masculinizing factor OfMasc in Ostrinia moths, inactivation or loss of the host’s endogenous feminizer remains unknown. Here we identify a W-linked primary feminizer, OfFem piRNA, which targets an mRNA encoding an OfMasc-interacting protein Ofznf-2. We demonstrate that Ofznf-2 is essential for both masculinization and dosage compensation. We also show that OfFem piRNA is entirely absent in the Wolbachia-infected lineage, providing molecular evidence that a male-killing Wolbachia hijacks the host feminizing piRNA function by acquiring the Oscar protein during prolonged endosymbiosis.

1207植物保護
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