2020 Fiscal Year Annual Research Report
Effects of toxic flatworms on toxification of pufferfish - Who is the true TTX producer?
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19H00954
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
糸井 史朗 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (30385992)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浅川 修一 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (30231872)
鈴木 美和 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (70409069)
岩田 繁英 東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (80617316)
高谷 智裕 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 教授 (90304972)
周防 玲 日本大学, 生物資源科学部, 助手 (20846050)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | フグ毒 / テトロドトキシン（TTX） / ツノヒラムシ属 / ゲノム解析 / 毒化機構 / オオツノヒラムシ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでフグ毒（TTX）保有生物の毒化は、海洋細菌から始まる食物連鎖を通してフグ類などのTTX保有生物の体内に蓄積されるとの考え方が定説になりつつあった。一方で、海洋細菌により産生されるTTXはきわめて微量なのに対し、フグ類が持つTTXがきわめて膨大なことから、フグ類へのTTXの供給者については不明な点が多く残されていた。本研究では、この謎を明らかにするために取り組んだ研究により以下の成果を得た。
フグ類の毒化に関わるヒラムシ類の資源量を推定するため、複数の海域での調査によりまとまった数のオオツノヒラムシを採取し、その採取海域および採取量（個体数、重量等）等の情報を蓄積した。
ツノヒラムシ類の分布調査については、ツノヒラムシやオオツノヒラムシ以外のツノヒラムシ属を採取することができたが、TTXを保有する新たなツノヒラムシ属を見出すには至らなかった。一方で、これまで高濃度のTTXを保有するヒラムシ類は、ツノヒラムシ属が含まれる無吸盤亜目に限られていたが、本研究では、吸盤亜目のヒラムシ類に分類されるミスジホソヒラムシも高濃度のTTXを保有することを明らかにした。今後は、ミスジホソヒラムシとその近縁種を中心とする吸盤亜目のヒラムシ類についてさらに分析を進める。
ヒラムシの共生細菌およびヒラムシ自身がTTXを生合成している可能性も視野に研究を進めているが、これらの仮説を支持するデータを集積することができた。ヒラムシ類のゲノム解析およびトランスクリプトーム解析を実施しているが、TTXの保有に関する遺伝子群の発見には至らなかった。
プランクトン群衆から特異的にTTX保有微小生物を検出するため、オオツノヒラムシの幼生をモデルに抗TTX抗体を用いる免疫染色法を確立し、自然海域で集積した試料に対しても試行した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
フグ類の毒化に関わるヒラムシ類の探索については、複数の海域で実施したことでまとまった数のオオツノヒラムシを採取できたものの、新型コロナ感染症の影響により、当初予定していた試料採取を実施できていないため、既知のツノヒラムシ属の種に限定されている。また、その資源量の推定については、これまでに採取したオオツノヒラムシを中心に、その採取海域および採取量（個体数、重量等）をもとに推定する準備を進めている。この情報を用いたフグ類を中心としたTTX保有生物の毒化機構の生態系モデリングを試みている。
研究実績の概要でも述べた通り、これまで高濃度のTTXを保有するヒラムシ類は、ツノヒラムシ属が含まれる無吸盤亜目に限られていたが、本研究を行う中で吸盤亜目のミスジホソヒラムシが高濃度のTTXを保有することが明らかとなった。今後は、ミスジホソヒラムシに近縁な吸盤亜目のヒラムシについても分析を進める必要性が示された。
これまで、ヒラムシの共生細菌のほか、ヒラムシ自身がTTXを生合成している可能性も視野に研究を進めており、これを支持するデータも集積しつつある。引き続きツノヒラムシ属の有毒種および無毒種を対象とする比較ゲノム解析に取り組む予定である。
プランクトン群衆中からTTXを保有する生物を検出するため、オオツノヒラムシの幼生をモデルに抗TTX抗体を用いる免疫染色法を開発し、特異的にTTXを保有する微小生物を検出することができたため、これを利用して自然海域で集積した試料からTTXを保有する未知のプランクトンを探索する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで計画2年目までの研究を実施し、基礎データは順調に集積することができている。また、オオツノヒラムシを種々の海域で採取することができ、資源量を推定する準備が整いつつあることから、フグ類を中心としたフグ毒保有生物の毒化機構の生態系モデリングを様々な条件で推進する予定である。
TTX保有ヒラムシは、当初、無吸盤亜目のツノヒラムシ属のヒラムシ類に限定されると考えていたが、本研究を遂行する中で、体サイズはツノヒラムシ類と比較すると小型ではあるものの、保有するTTX濃度はオオツノヒラムシに匹敵する吸盤亜目のヒラムシ（ミスジホソヒラムシ）が見つかった。これは、TTX保有魚の毒化には、オオツノヒラムシを中心としたツノヒラムシ属のヒラムシの寄与が大きいものの、これ以外の分類群のヒラムシ類にもTTXの供給者が存在する可能性を示唆するものであることから、調査対象とするヒラムシの分類群を拡大して研究を進める予定である。
ツノヒラムシ類は、無毒の餌を与えても保有するTTX量が上昇する傾向が認められることから、ヒラムシの共生細菌およびヒラムシ自身がTTXを生合成している可能性が考えられる。引き続きツノヒラムシ属のヒラムシ類の中で有毒種および無毒種を対象に比較ゲノム解析を実施してTTXの蓄積、場合によってはTTXの生合成系に関与する遺伝子群を見出す予定である。
抗TTX抗体を用いてプランクトン群衆中からTTX保有生物を検出する免疫染色法が開発できたため、自然海域で集積した試料に対して当該手法を適用し、新たなTTX保有生物の検出を進めるとともに、TTX保有生物間のTTXの授受についても新たな関係を明らかにしていく予定である。
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Research Products
(12 results)
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[Journal Article] The planocerid flatworm is a main supplier of toxin to tetrodotoxin-bearing fish juveniles2020
Author(s)
Itoi Shiro, Sato Tatsunori, Takei Mitsuki, Yamada Riko, Ogata Ryuya, Oyama Hikaru, Teranishi Shun, Kishiki Ayano, Wada Takenori, Noguchi Kaede, Abe Misato, Okabe Taiki, Akagi Hiroyuki, Kashitani Maho, Suo Rei, Koito Tomoko, Takatani Tomohiro, Arakawa Osamu, Sugita Haruo
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Journal Title
Chemosphere
Volume: 249
Pages: 126217
DOI
Peer Reviewed
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