2021 Fiscal Year Research-status Report
貝類養殖における害虫多毛類の誘引・着底・穿孔のメカニズムとその起源を探る
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19K15899
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| Research Institution | Iwate Medical University |
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Principal Investigator |
阿部 博和 岩手医科大学, 教養教育センター, 助教 (10784192)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 海産環形動物 / 貝類養殖 / スピオ科 / 穿孔性多毛類 / 分子系統 / ミトゲノム / 発現遺伝子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，貝類養殖における害虫多毛類（穿孔性多毛類）における「宿主に対する幼生の誘引・着底」と「穿孔」のメカニズムの解明と，そのような仕組みが発達してきた「進化的プロセス」の理解を目指すものである。本研究では，これまで，穿孔性の他，間隙性，共生性，埋在性など多様な生活様式を示す15属62種のスピオ科多毛類の18S，28S，16S rRNA遺伝子領域の塩基配列と7属8種のミトゲノム全長配列の取得を行い，分子系統解析とミトゲノム遺伝子配置の再配列の特徴から，亜科や属などの分類群間の系統関係の推定を行ってきた。また，本研究の遂行のためのステップとして，これまで知られていない新たな宿主（ミドリシャミセンガイ）と共生するスピオ科多毛類の新種記載や，スピオ科浮遊幼生の形態の記載と同定手法の開発についての論文を発表してきた。
今年度は，ホヤ類の被嚢に穿孔して生息するという特殊な生態を示すスピオ科の1種について解析を進め，本種が貝類穿孔性の種の姉妹種となること，貝類穿孔性の種と同様にU字状の孔道を形成すること，セルラーゼ活性を有していることを明らかにした。ホヤ類の被嚢にはセルロースが含まれるため，本種が穿孔のためにセルラーゼを利用している可能性は今後の検証に値する。また，過去に穿孔性を示す種を含むグループとの形態の類似性が指摘されていたものの系統的位置が不明なままであったAtherospio属の種を国内から発見し，本種が未記載種であることと，穿孔性を示す種群とは近縁ではないことを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
「穿孔性多毛類の進化的プロセスの理解」については，当初の計画通りスピオ科の網羅的な塩基配列の取得に成功しており，スピオ科で初めてとなる分子系統解析の論文を発表するに至った。その後，これまで知られていない新たな宿主（ミドリシャミセンガイ，ホヤ類）と共生するスピオ科多毛類2種や系統的位置が不明であったAtherospio属の発見により，これらの種も分子系統解析に含めることでスピオ科内の各分類群の系統関係や穿孔性の獲得に至るプロセスの理解が進んでいる。ミドリシャミセンガイやホヤ類と共生する種は貝類穿孔性の種と近縁であることが判明し，「宿主に対する幼生の誘引・着底」と「穿孔」のメカニズムを解明するための比較サンプルとして活用できる見通しである。また，スピオ科浮遊幼生の形態的特徴の記載により，フィールドで採集した幼生の種同定を行い，実験に使用するための情報も整っている。しかしながら，Covid-19の感染拡大によってフィールド調査やサンプルの採集が思うように進まない現状であり，計画していた「異なる生活様式を示すスピオ科の近縁種の幼生と成体を材料にした全転写産物（mRNA）の網羅的な発現量の定量比較（RNA-seq）による幼生の誘引・着底に関わる嗅覚受容体と酸分泌タンパク質の探索」の実験を行えないままでいる。そのため，実験用のサンプルの取得とRNA-seqの解析を，研究期間を1年延長して行うこととした。
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| Strategy for Future Research Activity |
Covid-19の影響で必要なサンプル取得ができずに今年度計画していた実験が行えなかった「異なる生活様式を示すスピオ科の近縁種の幼生と成体を材料にした全転写産物（mRNA）の網羅的な発現量の定量比較（RNA-seq）による幼生の誘引・着底に関わる嗅覚受容体と酸分泌タンパク質の探索」については，研究期間を1年延長して実施する予定である。その後に計画していた「嗅覚受容体の阻害薬を用いた幼生の着底実験による誘引・着底に機能する嗅覚受容体の特定」と「ウェスタンブロットとWhole mount免疫染色を用いた，異なる生活様式を示す種間での酸分泌タンパク質の発現量と生体内局在を比較」については，研究期間内での実施が不可能となったが，本研究課題では，当初の目標を部分的に達成することにより， 今後の研究テーマを発展させるための基盤を形成することに重点をおくこととする。
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| Causes of Carryover |
今年度計画していた「異なる生活様式を示すスピオ科の近縁種の幼生と成体を材料にした全転写産物（mRNA）の網羅的な発現量の定量比較（RNA-seq）による幼生の誘引・着底に関わる嗅覚受容体と酸分泌タンパク質の探索」については，コロナ禍の影響で必要なサンプル取得ができずに実験が行えなかったことから，当該実験とそれに係る費用を次年度に持ち越す。
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