Development of a universal genomic method for the species identification and phylogenetic analysis of parasitic worms

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H02725
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 49040:Parasitology-related
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: Maruyama Haruhiko 宮崎大学, 医学部, 教授 (90229625)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菊地 泰生 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (20353659) ; 長安 英治 宮崎大学, 医学部, 准教授 (20524193)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 系統分類 / 寄生虫 / ゲノム情報 / 糞線虫 / マンソン孤虫

Outline of Final Research Achievements

In the present research project, we determined intra-genetic phylogenetic relationships with sets of coding genes in Caenorhabditis, Strongyloides, and Spirometra worms. In Caenorhabditis nematodes, a phylogenetic tree generated with ribosomal DNA matched well with that generated with 97 single copy genes, covering 49 nominal species. In Strongyloides parasites, we partially sequenced nearly 20 species to find three large clades in the genus. They were identified with a set of coding gene sequences as well as ribosomal DNA sequences. In Spirometra tapeworm, however, we could not clarify the intra-genus phylogeny and the phylogenetic position of a bizarre species, Sparganum proliferum, because of the small number of samples we could analyze. Based on the nematode data, we are going to select sets of genes for the evaluation of species/subspecies identification.

Free Research Field

寄生虫学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

DNAシーケンサの発達により、現在では少量のサンプルから大量の塩基配列情報を比較的容易に得ることができる。これまで、配列情報に基づいた種の同定にはPCRベースでリボソームITS領域やミトコンドリアcox-1等の数百塩基対程度を用いていたが、未知配列を新種とすべきか亜種とすべきか、あるいは系統的位置づけを決めるには十分なデータ量ではなかった。われわれの研究では未だ後生動物全体に適用できる遺伝子セットを決定するに至っていないが、少なくとも線虫類においては一定数のシングルコピー遺伝子によって正確な系統的位置を決定できる見通しがついた。フィールド研究・希少種の研究に応用できるものと考えられる。