Updated on 2025/05/09

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HOSOKAWA TAKAHIRO
 
Organization
Faculty of Science Department of Biology Associate Professor
School of Sciences Department of Biology(Concurrent)
Graduate School of Systems Life Sciences Department of Systems Life Sciences(Concurrent)
Title
Associate Professor
External link

Degree

  • Ph. D. ( 2003.3 Kyushu University )

Research Interests・Research Keywords

  • Research theme: Parent-offspring interaction in insects

    Keyword: behavior, biodiversity

    Research period: 2019.4

  • Research theme: Interaction between insects and symbiotic microorganisms

    Keyword: behavior, coevolution, biodiversity

    Research period: 2014.9

Awards

  • 沖縄研究奨励賞

    2019.1   公益財団法人沖縄協会   琉球列島の昆虫共生微生物の多様性に関する研究

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    体内に共生細菌を保持し、共生細菌と絶対的相利共生関係を築いている生物は多い。その進化過程はこれまで不明であったが、本研究では野外昆虫集団において現在進行中の進化として捉えることに成功した。また、進化段階の異なるさまざまな共生細菌が存在するというダイナミックな進化過程が琉球列島の昆虫集団のみで見られることも発見し、琉球列島の生物多様性のこれまで知られていなかった新しい側面を明らかにした。

  • 2015年日本応用動物昆虫学会論文賞

    2015.3   日本応用動物昆虫学会   Tada A., Kikuchi Y., Hosokawa T., Musolin D. L., Fujisaki K., Fukatsu T. (2011) Obligate association with gut bacterial symbiont in Japanese populations of the southern green stinkbug Nezara viridula (Heteroptera: Pentatomidae). Applied Entomology and Zoology 46: 483-488.

  • 平成26年度産総研論文賞

    2014.11   産業技術総合研究所   Kikuchi Y., Hayatsu M., Hosokawa T., Nagayama A., Tago K., Fukatsu T. (2012) Symbiont-mediated insecticide resistance. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 109: 8618-8622.

Papers

  • Relevance of microbial symbiosis to insect behavior Reviewed

    Takahiro Hosokawa, Takema Fukatsu

    Current Opinion in Insect Science   39   91 - 100   2020.6

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    Authorship:Lead author, Corresponding author   Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    Microbial symbiosis is widespread among insects. This article reviews our understanding of insect behaviors relevant to commensalistic and mutualistic microbial symbiosis, which has received relatively less attention compared to insect behaviors in parasitic symbiosis. First, we review our knowledge of symbiont transmission behaviors by which the host insects maintain associations with beneficial microorganisms over generations. Some insects that extracellularly harbor mutualistic symbionts exhibit particularly sophisticated behaviors for vertical symbiont transmission. Next, we highlight notable studies on behavioral changes induced by symbiont infection. In the last decade, a number of studies have demonstrated or suggested that mutualistic or commensalistic symbiont infections affect their host behaviors. Finally, future directions regarding these research topics are discussed.

    DOI: 10.1016/j.cois.2020.03.004

  • Obligate bacterial mutualists evolving from environmental bacteria in natural insect populations Reviewed

    Takahiro Hosokawa, Yoshiko Ishii, Naruo Nikoh, Manabu Fujie, Nori Satoh, Takema Fukatsu

    Nature Microbiology   1 ( 1 )   2016.1

     More details

    Authorship:Lead author   Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    Diverse organisms are associated with obligate microbial mutualists. How such essential symbionts have originated from free-living ancestors is of evolutionary interest. Here we report that, in natural populations of the stinkbug Plautia stali, obligate bacterial mutualists are evolving from environmental bacteria. Of six distinct bacterial lineages associated with insect populations, two are uncultivable with reduced genomes, four are cultivable with non-reduced genomes, one uncultivable symbiont is fixed in temperate populations, and the other uncultivable symbiont coexists with four cultivable symbionts in subtropical populations. Symbiont elimination resulted in host mortality for all symbionts, while re-infection with any of the symbionts restored normal host growth, indicating that all the symbionts are indispensable and almost equivalent functionally. Some aseptic newborns incubated with environmental soils acquired the cultivable symbionts and normal growth was restored, identifying them as environmental Pantoea spp. Our finding uncovers an evolutionary transition from a free-living lifestyle to obligate mutualism that is currently ongoing in nature.

    DOI: 10.1038/nmicrobiol.2015.11

  • Uncultivable and cultivable gut symbiotic bacteria of the jewel stinkbug <i>Scutellera amethystina</i> (Hemiptera: Scutelleridae)

    Hosokawa, T; Moriyama, M; Koga, R; Fukatsu, T

    APPLIED ENTOMOLOGY AND ZOOLOGY   60 ( 2 )   151 - 157   2025.5   ISSN:0003-6862 eISSN:1347-605X

     More details

    Publisher:Applied Entomology and Zoology  

    Many plant-sucking stinkbugs develop a symbiotic organ in a posterior region of the midgut, wherein specific symbiotic bacteria exist and contribute to survival and reproduction of their hosts. The symbiotic bacteria range from uncultivable ones that have lost the capability of proliferation without their hosts to cultivable ones that retain the ability to proliferate not only within their hosts but also in the external environment. Such diverse host–symbiont relationships seem to represent different evolutionary stages from free-living through facultative symbiosis to obligatory mutualism. However, our understanding of such evolutionary processes toward symbiosis is still limited. Here we investigated the gut symbiotic bacteria of the invasive jewel stinkbugs Scutellera amethystina (Germar) (Hemiptera: Scutelleridae) collected from different subtropical island populations in Japan. While most insects were associated with a specific Pantoea-allied uncultivable bacterial symbiont in the midgut symbiotic organ, we found an insect associated with a phylogenetically distinct Pantoea symbiont, which was cultivable and closely related to cultivable gut symbiotic bacteria previously reported from other stinkbug species. These results uncover intraspecific coexistence of uncultivable and cultivable gut symbiotic bacteria in S. amethystina, which provides insights into the evolutionary processes toward obligatory mutualism and symbiont uncultivability.

    DOI: 10.1007/s13355-025-00897-w

    Web of Science

    Scopus

  • The burrower bug Macroscytus japonensis (Hemiptera: Cydnidae) acquires obligate symbiotic bacteria from the environment. Reviewed

    Nakawaki T., Watanabe S., Hosokawa T.

    Zoological Letters   10   15   2024.8

     More details

    Authorship:Last author, Corresponding author   Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)  

    DOI: https://doi.org/10.1186/s40851-024-00238-9

  • Defensive fungal symbiosis on insect hindlegs.

    Nishino T, Mukai H, Moriyama M, Hosokawa T, Tanahashi M, Tachikawa S, Nikoh N, Koga R, Fukatsu T

    bioRxiv : the preprint server for biology   2024.3

     More details

    Language:English  

    DOI: 10.1101/2024.03.25.586038

    PubMed

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Books

  • カメムシの母が子に伝える共生細菌-必須相利共生の多様性と進化-

    細川貴弘(Role:Sole author)

    共立出版  2017.11 

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    Language:Japanese   Book type:General book, introductory book for general audience

Presentations

  • チャバネアオカメムシの必須共生細菌の種内多型とその起源

    細川貴弘

    日本進化学会  2016.8 

     More details

    Event date: 2018.5

    Language:Japanese   Presentation type:Symposium, workshop panel (public)  

    Country:Japan  

  • カメムシ上科における共生細菌の垂直伝播機構および共生細菌の置換実験

    細川貴弘

    日本応用動物昆虫学会  2018.3 

     More details

    Event date: 2018.5

    Language:Japanese  

    Country:Japan  

  • 南西諸島のカメムシ類における必須共生細菌の種内多型はどのようにして生じたか

    細川 貴弘, 石井佳子, 深津武馬

    日本進化学会  2015.8 

     More details

    Event date: 2015.8

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Venue:中央大学 後楽園キャンパス   Country:Japan  

    成長や繁殖に必須な共生微生物を体内に保持し、垂直伝播によって維持している昆虫は多い。このような共生系では宿主昆虫と共生微生物の共種分化と共進化によって、各宿主に種特異的な共生微生物が進化しているのが一般的である。ところが我々は、南西諸島に生息するチャバネアオカメムシの必須共生細菌には著しい種内多型が存在するという前代未聞の現象を発見した。この共生細菌多型の形成過程を解明するために大規模な野外サンプリング、分子系統解析、飼育実験をおこなったところ、チャバネアオカメムシの必須共生細菌と同等の生物機能をもった自

  • チャバネアオカメムシの必須共生細菌の多型はいかにして生じたか?

    細川 貴弘, 石井佳子, 深津武馬

    日本生態学会  2015.3 

     More details

    Event date: 2015.3

    Language:Japanese   Presentation type:Oral presentation (general)  

    Country:Japan  

    成長や繁殖に必須な共生微生物を体内に保持し、親から子への垂直伝播によって維持している昆虫は多い。このような共生系においては、宿主昆虫と共生微生物の間の共種分化と共進化によって各宿主に種特異的な共生微生物が進化しているのが一般的である。ところが我々はチャバネアオカメムシの必須共生細菌には著しい種内多型が存在するという前代未聞の現象を発見した。本講演ではこの共生細菌多型の形成過程と維持機構を解明するためにおこなった一連の飼育実験について報告する。まず、これまでに見つかっている6タイプの共生細菌の生物的機能に違いがあるかどうかを明らかにするために共生細菌の相互入れ換え実験をおこなったところ、共生細菌を入れ換えたカメムシも正常に成長・繁殖した。したがって6タイプの共生細菌は同等の生物的機能を持つと考えられた。次に、共生細菌に近縁なPantoea属の自由生活細菌(土壌から単離されたP. dispersaとヒトの傷口から単離されたP. agglomerans)をそれぞれカメムシと共生させたところ、驚くべきことに宿主カメムシは正常に成長・繁殖した。この結果は、外環境中に生息するPantoea属の自由生活細菌の一部もカメムシの共生細菌と同等の生物的機能を持つことを示している。カメムシの生息地の土壌細菌群集の解析から、6タイプの共生細菌のうち少なくとも3タイプは土壌中に自由生活細菌として存在していることが明らかとなった。以上の結果から、外環境中の自由生活細菌がカメムシ体内に侵入し、元の共生細菌と繰り返し置き換わることで共生細菌の多型が生じたと考えられた。昆虫類の必須共生微生物の起源を示唆する重要な発見である。

  • マツヘリカメムシLeptoglossus occidentalisにおけるRickettsiaの感染状況と気温との関連

    #松本 くるみ、細川 貴弘

    第69回日本応用動物昆虫学会大会  2025.3 

     More details

    Event date: 2025.3

    Language:Japanese  

    Venue:幕張メッセ(千葉市)   Country:Japan  

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MISC

  • 土壌性カメムシの生態と腸内共生細菌

    細川貴弘

    2024.2

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal)  

  • カメムシ類の生活を栄養面で支える共生細菌

    細川 貴弘

    昆虫と自然   2015.4

     More details

    Language:Japanese   Publishing type:Article, review, commentary, editorial, etc. (scientific journal)  

Professional Memberships

  • 日本進化学会

  • 日本動物行動学会

  • 日本生態学会

  • 日本応用動物昆虫学会

Committee Memberships

  • 日本応用動物昆虫学会   編集委員   Domestic

    2025.1 - 2025.12   

      More details

    Committee type:Academic society

  • 日本生態学会   代議員   Domestic

    2022.1 - 2023.12   

  • 日本生態学会   代議員   Domestic

    2020.1 - 2021.12   

  • 個体群生態学会   Executive   Domestic

    2017.9 - 2019.8   

  • 日本生態学会   九州地区会事務局庶務幹事   Domestic

    2015.4 - 2025.12   

Academic Activities

  • 企画委員

    日本生態学会第70回大会  ( Japan ) 2023.3

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    Type:Competition, symposium, etc. 

  • Screening of academic papers

    Role(s): Peer review

    2023

     More details

    Type:Peer review 

    Number of peer-reviewed articles in foreign language journals:4

  • 庶務

    日本動物行動学会第41回大会  ( Japan ) 2022.11

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

    Number of participants:200

  • 副実行委員長

    日本生態学会第69回大会  ( Japan ) 2022.3

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

  • 企画委員

    日本生態学会第69回大会  ( Japan ) 2022.3

     More details

    Type:Competition, symposium, etc. 

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Research Projects

  • クロマツ採種園における害虫の実態把握と防除に関する研究

    2021.8 - 2026.3

    九州大学 

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    Authorship:Coinvestigator(s) 

  • ERATO深津共生進化機構プロジェクト

    2021.4 - 2024.3

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

  • 昆虫類の必須共生微生物におけるゲノム進化と多様化:野外集団の追跡調査による実証

    2019.7 - 2024.3

  • 全地球規模で解き明かすカメムシ共生細菌の多様性と進化

    2019.4 - 2023.3

      More details

    Authorship:Coinvestigator(s) 

  • 昆虫類の必須共生微生物におけるゲノム進化と多様化:野外集団の追跡調査による実証

    Grant number:19K22458  2019 - 2021

    Japan Society for the Promotion of Science  Grants-in-Aid for Scientific Research  Challenging Research(Exploratory)

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    Authorship:Principal investigator  Grant type:Scientific research funding

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Class subject

  • 進化生態学

    2025.10 - 2026.3   Second semester

  • 生物学演習I

    2025.10 - 2025.12   Fall quarter

  • 進化生態学

    2024.10 - 2025.3   Second semester

  • 生物学演習I

    2024.10 - 2024.12   Fall quarter

  • 野外実験演習

    2024.4 - 2024.9   First semester

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Social Activities

  • 出張講義「こん虫の家族生活」

    那覇市立小学校  2024.12

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    Audience:General, Scientific, Company, Civic organization, Governmental agency

    Type:Visiting lecture

  • 出張講義「環境と生物の進化」

    筑紫女学園高等学校  2018.12

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    Audience:General, Scientific, Company, Civic organization, Governmental agency

    Type:Visiting lecture

Media Coverage

  • 著者インタビュー:カメムシの腸内共生細菌は進化の途上 Newspaper, magazine

    natureダイジェスト  2016.5

     More details

    著者インタビュー:カメムシの腸内共生細菌は進化の途上