2019 Fiscal Year Annual Research Report
Plasticity in life cycle, host-specificity and physiological features of caligidae
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19H03032
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
大塚 攻 広島大学, 統合生命科学研究科(生), 教授 (00176934)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒川 修 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 教授 (40232037)
浅川 学 広島大学, 統合生命科学研究科(生), 教授 (60243606)
田角 聡志 鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 准教授 (90359646)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ウオジラミ / 生活史 / 宿主特異性 / テトロドトキシン / 成長段階 / RNA-seq / 次世代シーケンサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)ウキウオジラミCaligus undulatusは60年間以上宿主が不明であったが、サッパを宿主としており、体表から複数のカリムス期も発見されたことから、本宿主で通常のウオジラミと同じ成長段階を持つと推測された。また、日本海のプランクトンサンプルから浮遊性ウオジラミ類の1新種を報告した。(2)ゴウシュウウオジラミC. sclerotinosusは中間宿主を持つことが示唆されていたが、和歌山県の養殖マダイから複数のカリムス期が発見されたことから、中間宿主を経ないで生活史を完結していると考えられる例が発見された。 また、本種が瀬戸内海西部の天然マダイから発見されたことから、養殖場だけでなく、野外でも生活史を完結していると考えられる現象が確認された。(3)フグウオジラミC. fuguの宿主への吸着メカニズムを機能形態、行動生態の観点から調査した。吸盤を縁取るキチンの微細構造に多様性が見られ、胸脚の運動により吸盤内が陰圧になると頭胸部を縁取るキチン膜は内クチクラの構造から自動的に閉鎖することが判明した。(4)フグウオジラミの宿主認識に関与する遺伝子は感染期に発現していることが予想されたため、自由遊泳期ノープリウス期と感染期コペポディド期において発現している遺伝子の網羅的解析を次世代シーケンサーを利用して行った。denovoアセンブリーによって141,541のコンティグを得た。2期の間の発現変動遺伝子群は16,415であり、そのうち9,484がコペポティド期において有意に発現が高い。この中にイオンチャネル型受容体が複数含まれていた。タイセイヨウサケに寄生するサケジラミの場合、イオンチャネル型受容体の一つIR25aが宿主由来のペプチドの認識に関与し、宿主への誘引行動に重要な役割を果たしている。同様の分子機構がフグウオジラミの宿主への誘引の場合でも関与しているのかもしれない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の中心課題である、ウオジラミ類の中で通常とは異なる2種の生活史について大きな研究の進展が見られた。ウキウオジラミの宿主が汽水性魚類であること、ゴウシュウウオジラミが日本の養殖マダイ上でも生活史を完結している可能性が見出されたこと、また、本種が天然マダイにも普通に寄生していることを確認できたこと、などの研究成果が本年度内に得られた。ウオジラミの宿主への吸着メカニズムの解明でも、透過型電子顕微鏡や高速カメラでの解析結果が予想より早く得られた。フグウオジラミの宿主特異性の分子メカニズムにおいても、感染期のコペポディド期がその前の発生段階である自由遊泳性ノープリス期よりも有意に高く発現する遺伝子群を検出できたことは大きな研究成果であった。ただし、フグウオジラミのどの発生段階、組織に宿主由来のテトロドトキシンを蓄積開始するのかという課題については研究が遅延しているので上記の評価となった。さらに年度内後半はCOVID-19の世界的蔓延のために国内外の野外調査が実施できないことも研究の進展を妨げた。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)野外から採集したサッパなどからウキウオジラミの全成長段階を明らかにして記載を行う。また、どのような生物・環境要因で成体が宿主から離脱するのかを室内実験で明らかにする。浮遊性ウオジラミ類の分類学的調査も継続する。どのような種群がこのような特異的な生態を持つのかを明らかにする。(2)養殖あるいは天然マダイに寄生するゴウシュウウオジラミの全成長段階を記載する。また、中間宿主を必要とする場合と不要と考えられる場合の生活史を明らかにする。さらに、天然マダイへの感染状況（寄生部位、寄生率、寄生個体数、成長段階組成、成体雌の卵嚢の有無、卵嚢当たりの卵数、宿主への病理的影響など）を西日本各地で調査する。(3)ウオジラミの宿主への吸着メカニズムにおいて、吸着の解放、宿主上での移動運動なども機能形態、行動生態の観点から解析する。(4)フグウオジラミがトラフグ属の宿主から、どの発生段階、組織に宿主由来のテトロドトキシンを蓄積するかを組織学的に明らかにする。特に、コペポディド期が宿主に感染してから様々な経過時間を経たものと固着期カリムス全期について調査を行う。(5)フグウオジラミにおいて、感染期の次のステージである固着性カリムスI期についても発現遺伝子の網羅的解析を行い、感染期に特異的に発現している遺伝子をさらに絞り込む。また、遺伝子の機能解析を行うため、RNAiを利用したノックダウン手法の確立を目指す。(6)令和2年度（2020年度）についてはCOVID-19の世界的蔓延の為に海外調査が難しい状況なので、国内での調査、実験を中心に行う予定である。ただし、この状況が改善した場合には令和3年度（2021年度）以降に海外調査、国際学会への参加を検討する。
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Research Products
(9 results)
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[Journal Article] Toxicity and Toxin Composition of the Greater Blue-Ringed Octopus Hapalochlaena lunulata from Ishigaki Island, Okinawa Prefecture, Japan2019
Author(s)
Asakawa M, Matsumoto T, Umezak K, Kaneko K, Yu X, Gomez-Delan G, Tomano S, Noguchi, T Ohtsuka S
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Journal Title
Toxin
Volume: 11
Pages: 245-253
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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