サンショウウオが分泌する糊の化学的成分の解明および適応進化に関する研究

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K16214
• Research Institution: Nagahama Institute of Bio-Science and Technology
• Principal Investigator: 掛橋 竜祐 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, プロジェクト特任助教 (50812004)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 一般化線形混合モデル / RNA‐seq解析 / 発現量解析 / 質量分析

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、日本のサンショウウオ(サンショウウオ科)が分泌する接着粘液(糊)の1)生物学的機能、2)接着力の強さと系統関係の相関、3)糊蛋白質とその遺伝子の解明を目的に研究を行っている。
1)生物学的機能: アメリカサンショウウオ科では、糊は外敵防御に働くと考えられている。日本のサンショウウオ科においても糊が外敵防御に有効か調べるためには、サンショウウオを外敵に晒すことによる行動生態学的観察が必要である。当該年度はこの観察に用いる予定の3種のサンショウウオのうちの1種(ハコネサンショウウオ)を6個体採取した。
2)接着力の強さと系統関係の相関: 種間の糊の接着力の強さの違いを明らかにするため、これまで5種のサンショウウオ各8個体から糊の接着力を測定し、一般化線形混合モデルを用いて解析を行っていた。今年度は新たに3種のサンショウウオを採取し、解析に加えた。その結果、これら8種のサンショウウオを4つのグループに分けたモデルでAICが最小となり、種間で糊の接着力に差があることが統計的に支持された。
3)糊蛋白質とその遺伝子: サンショウウオ糊の候補蛋白質を同定するため、昨年に引き続きRNA‐seq解析を行った。サンショウウオ糊は尾部から分泌される。今年度は候補蛋白質をさらに絞り込むため、2種のサンショウウオ（クロサンショウウオ、ハコネサンショウウオ）をそれぞれ3個体用いて発現量解析を行った。これにより種ごとに尾部で有意に発言している遺伝子を同定した（クロ: 63個、ハコネ37個）。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナウィルスの影響でサンプリングに行く機会が減ったこと、および野外でのサンプリングで成体がなかなか見つからなかった。そのため、本研究の目的の一つである接着力の強さと系統関係の相関を調べる上での使用する種の目標数（20個体）を得ることが困難となった。

Strategy for Future Research Activity

サンショウウオ糊の生物学的機能を調べるため、サンショウウオを外敵（ヘビ）に晒した際の行動生態学的観察を行う。実験に用いるサンショウウオの個体数の制約があるため、まずはサンショウウオがヘビに食べられないようにヘビの口を縛った上で相対させ、糊を分泌するか確認する。糊の分泌が確認されれば、サンショウウオの糊が防御に用いられる証拠となると考えられる。
種間の接着力については、新たに3種のサンショウウオを加え、8種を用いた統計解析で差があることが支持された。今後はこの成果について公表するため、論文を執筆していく。
糊蛋白質とその遺伝子の同定では、2種のサンショウウオそれぞれで尾部に有意に発現している遺伝子を同定した。今後はこれらの遺伝子について、種間で共通して発現量が尾部で高い遺伝子を探索する。候補蛋白質を十分に絞り込むことができた場合、ポリクローナル抗体を用いて候補蛋白質かどうか確認を行う。