吸血性節足動物のゲノム内に組み込まれた微生物由来遺伝子の機能解析

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25850195
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 中尾 亮 北海道大学, (連合)獣医学研究科, 特任助教 (50633955)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 吸血性節足動物 / ツェツェバエ / 遺伝子水平伝播 / ベクター / BLSOM / Wolbachia / 共生 / ゲノム進化

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、病原体媒介節足動物のゲノムに内在する微生物由来の水平伝播遺伝子断片を検出し、節足動物のゲノム進化における役割を検証することを目的としている。塩基の出現パターンを用いて、塩基配列の由来生物種を推定する一括学習型自己組織化マップ法(BLSOM)を用いて解析を行ってきた。昨年度まで、英国・サンガー研究所が公開しているツェツェバエ・ゲノムスキャホールド情報を解析対象としてきたが、2014年に米国・エール大学によって精度の高いゲノム情報が公開されたことから、新たに解析対象に加えた。その結果、全9,710コンティグ配列中の約3.8%が細菌由来のゲノムであると推測された。また、ツェツェバエゲノム内にその遺伝子断片が存在することが既に報告されているWolbachia属細菌の検出結果を塩基配列の相同性に基づくblast法と比較した。その結果、blast法で検出された全38断片のうち、36断片がBLSOM法でも検出された。一方で、20断片がBLSOM法でのみWolbachia属細菌由来と推定され、新規水平伝播遺伝子断片として検出した。Wolbachia属以外のAlphaproteobacteria門の細菌属として、Anaplasma属、Bartonella属、Ehrlichia属、Neorickettsia属、Rickettsia属の断片も検出された。また、ザンビアで野外採集したツェツェバエからゲノムDNAを抽出し、その保有細菌叢を解析した。その結果、一部のツェツェバエ個体でゲノムのBLSOM解析で水平遺伝子断片が検出されたAnaplasma属細菌を保有することが明らかとなった。これまで、Anaplasma属細菌のツェツエバエからの検出報告はほとんどない。ツェツエバエと微生物との共生過程を経て、一部の細菌由来ゲノムがツェツェバエに水平伝播した可能性が示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Molecular survey of Babesia infections in cattle from different areas of Myanmar (2016)
  • Author(s): Bawm S, Htun LL, Maw NN, Ngwe T, Tosa Y, Kon T, Kaneko C, Nakao R, Sakurai T, Kato H, Katakura K
  • Journal Title: Ticks Tick Borne Dis Volume: 7 Pages: 204,207
  • DOI: 10.1016/j.ttbdis.2015.10.010
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Molecular evidence of spotted fever group rickettsiae and Anaplasmataceae from ticks and stray dogs in Bangladesh (2016)
  • Author(s): Qiu Y, Nakao R, Thu MJ, Akter S, Alam MZ, Kato S, Katakura K, Sugimoto C
  • Journal Title: Parasitol Res Volume: 115 Pages: 949,955
  • DOI: 10.1007/s00436-015-4819-y
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Molecular detection of Rickettsia africae in Amblyomma variegatum collected from Sudan (2015)
  • Author(s): Nakao R, Qiu Y, Salim B, Hassan SM, Sugimoto C
  • Journal Title: Vector Borne Zoonotic Dis Volume: 15 Pages: 323,325
  • DOI: 10.1089/vbz.2014.1748
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Studies of trypanosomiasis in the Luangwa valley, north-eastern Zambia (2015)
  • Author(s): Laohasinnarong D, Goto Y, Asada M, Nakao R, Hayashida K, Kajino K, Kawazu S, Sugimoto C, Inoue N, Namangala B
  • Journal Title: Parasit Vectors Volume: 8 Pages: 497
  • DOI: 10.1186/s13071-015-1112-y
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Molecular characterization and specific detection of Anaplasma species (AP-sd) in sika deer and its first detection in wild brown bears and rodents in Hokkaido, Japan (2015)
  • Author(s): Moustafa MA, Lee K, Taylor K, Nakao R, Sashika M, Shimozuru M, Tsubota T.Molecular characterization and specific detection of Anaplasma species (AP-sd) in sika deer and its first detection in wild brown bears and rodents in Hokkaido,Japan
  • Journal Title: Infect Genet Evol Volume: 36 Pages: 268,274
  • DOI: 10.1016/j.meegid.2015.09.027
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Horizontally transferred genetic elements in the tsetse fly genome (2015)
  • Author(s): Nakao R, Funayama S, Abe T, Sugimoto C
  • Organizer: 25th International Conference of the World Association for the Advancement of Veterinary Parasitology
  • Place of Presentation: Liverpool Cathedral
  • Year and Date: 2015-08-16 – 2015-08-20
  • Int'l Joint Research