群体性ヒドロ虫における競争相手の接触刺激で引起される個虫分化の分子機構解明

Research Project

Project/Area Number	24K09600
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 45030:Biodiversity and systematics-related
Research Institution	National Museum of Nature and Science, Tokyo
Principal Investigator	並河洋独立行政法人国立科学博物館, 動物研究部, 研究主幹 (40249909)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小口晃平東海大学, 生物学部, 特任講師 (50966249)
Project Period (FY)	2024-04-01 – 2028-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2027: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords	ヒドロ虫 / 種間競争 / 個虫分化 / Stylactaria misakiensis / 分子機構
Outline of Research at the Start	群体性ヒドロ虫類（刺胞動物）には、群体内で出芽した同一クローンの個虫が形態的・機能的に多型化している種が多数存在する。この個虫の多型化は、様々な群体内外の環境刺激に応じた適応と考えられるが、その分子機構については未知の部分が多い。ヒドロ虫の１種Stylactaria misakiensisの群体に他種ヒドロ虫群体を接触させることで武器形質である触手状個虫の分化を人為的に誘導することに最近成功したことから、本研究では、S. misakiensisの異群体との接触から触手状個虫分化までの遺伝子発現および遺伝子機能解析により、この個虫分化に関与する分子機構を解明する。
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、多型性ヒドロ虫の1種Stylactaria misakiensisの群体が、防御器官としての触手状個虫を分化させるまでの形態形成の分子機構の詳細について接触認識、個虫形成などにおける網羅的遺伝子発現解析(トランスクリプトーム解析)などをもとに解明することを目的とする。 2024年度は、先ず、S. misakiensisの通常群体(栄養個虫と走根を出芽する群体)から抽出したRNAをもとにRNAsaq解析を実施し、本種の遺伝子情報についてある程度網羅する結果を得た。また、本年度は「触手状個虫分化にかかる内的要因の解明」のための実験を重点的に実施した。これは、「通常群体」と同一クローンにもかかわらず栄養個虫の出芽無しに走根のみを出芽し続ける「栄養個虫レス群体」が存在し、栄養個虫レス群体に異種ヒドロ虫群体が接触しても触手状個虫を分化させないという新規の観察結果をもとにしたものである。トランスクリプトーム解析により栄養個虫レス群体は、通常群体に比べ、elongation factor 1-alpha（Ef1a）にアノテーションされた遺伝子などの発現が低い結果となった。Ef1aは、細胞増殖時に働く遺伝子あることから、栄養個虫レス群体では、何らかの要因で細胞増殖シグナルが抑制されるために栄養個虫並びに触手状個虫の出芽が阻害されている可能性が高いことが示唆された。栄養個虫及び栄養個虫の触手や胴体などの組織からトランスクリプトーム解析を実施できる高品質のRNAを取得することができた一方、触手状個虫からはトランスクリプトーム解析を実施する上で十分な量・質のRNAを抽出することができなかった。これには組織量が少ないことが起因していると考えられたため、次年度には組織量が少ないサンプル用のRNA抽出キットを活用し再度RNA抽出並びにRNAsaq解析を実施する計画である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 触手状個虫からRNAseqに耐えうるRNAが抽出できないなど遺伝子解析の基盤づくりが十分にできていない状況であるため
Strategy for Future Research Activity	組織量が少ないサンプル用のRNA抽出キットを活用し、触手状個虫を含む様々な群体各部位ならびに異群体接触などによる触手状個虫形成過程などでRNAseqに耐えうるRNAを抽出し、それぞれの場所・時間に機能する遺伝子の解析を実施する。