2021 Fiscal Year Annual Research Report
Why does the red tide of Heterocapsa kill only shellfish?
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18K05809
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| Research Institution | Fisheries Research and Education Agency |
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Principal Investigator |
山崎 康裕 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産大学校, 講師 (40598471)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
紫加田 知幸 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(廿日市), 主任研究員 (40603048)
内山 郁夫 基礎生物学研究所, ゲノム情報研究室, 准教授 (90243089)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 赤潮 / ヘテロカプサ / 溶血活性 / トランスクリプトーム / 二枚貝へい死 / シオミズツボワムシ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有害赤潮の原因となる渦鞭毛藻Heterocapsa circularisquama（以降，本種）は，貝類に極めて強い毒性を示す。先行研究により，本種の毒素は膜タンパク質であると推定されているが，短時間で速やかに失活するため，毒素の精製が不可能である。そこで本研究では，毒性の異なる本種の株間，あるいは異なる培養条件における各種遺伝子発現量の比較解析を行うことによる毒性に関与する遺伝子群の特定を目的とした。
初年度から一昨年度までに，本種の強毒2株と弱毒3株についてクラスタリングや多次元尺度構成法により解析した結果，両解析ではクラスターが本種の毒性や分離海域では分類されなかった。そこで最終年度は，傾向が類似する2株（強毒1株と弱毒1株）についてエンリッチメント解析を実施した。解析の結果，「強毒＞弱毒」においてGOアノテーションが付いた遺伝子は47,777個あったのに対し，「弱毒＞強毒」においてはGOアノテーションの付いた遺伝子が存在しなかった。「強毒＞弱毒」では，有意にエンリッチされたGOタームとして光合成に関するものが多数ピックアップされていたことから，強毒株では光合成関連の遺伝子が特徴的に高発現していると考えられた。一方，窒素あるいはリン欠乏培地で本種の強毒株を培養したところ，培養5日目以降に光合成活性の明確な低下が認められた。また，栄養塩欠乏培養により光合成活性が低下した培養7日目の本種細胞をシオミズツボワムシ（以降，ワムシ）に曝露した結果，本種のワムシに対する毒性が低下していた。以上の結果より，本種の強い毒性発現（毒素産生）には，光合成の活性化が必要であると示唆された。
今後は，強毒2株と弱毒3株に栄養塩欠乏条件下で培養した強毒株を含めた全データを統合してさらなる詳細な解析を進め，本種の毒素候補タンパク質の推定や免疫学的手法による毒性発現機構の検証を進める予定である。
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