巣内で近親交配し、多女王性・多巣性を示すアリへの“共生型ウイルス”の影響

• 研究課題/領域番号: 20K22648
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0702:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 小山 哲史 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (10549637)
• 研究期間 (年度): 2020-09-11 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 二本鎖RNAウイルス / ウイルス性内部共生体 / 社会性昆虫 / アリ / ヤマヨツボシオオアリ / 共生型ウイルス / ”共生型ウイルス”

研究開始時の研究の概要

日本固有種のヤマヨツボシオオアリの細胞には、CYVと名付けられたトチウイルス科の一種と考えられるウイルスが感染しています。トチウイルス科のウイルスは、近年、侵略的外来アリ（ヒアリとアルゼンチンアリ）でも検出されています。これまでCYVの基礎生態を研究してきたところ、このウイルスは宿主に良い影響を及ぼしている可能性が出てきました。そこで本研究では、CYVによる宿主ヤマヨツボシオオアリへの影響を個体レベル、および、コロニーレベルで解明することを目指します。

研究実績の概要

本研究は、日本の固有種であるヤマヨツボシオオアリの細胞質内に感染しているCYVウイルスによる宿主への影響を解明することを目的としている。そのために飼育実験と遺伝解析を行っている。しかし、ヤマヨツボシオオアリは多巣性であり、物理的に離れた複数の巣が一つのコロニーに属していることがある。コロニー間の血縁関係を考慮せずに実験を行うと、結果に偏りが出る可能性があるため、昨年からマイクロサテライト領域を用いた解析法の確立を行ってきた。本年度はオスアリが得られたため、マイクロサテライト領域のシーケンス解読を行った。その結果、安定的に増幅が見られる4プライマーペアを含めた6ペアでマイクロサテライト領域がPCR産物に含まれていることが判明した。
CYVウイルス感染によるアリの遺伝子発現への影響を解明するため、予備的にRNAseqを行った。これまで、採集したアリのCYV感染状況を調べるためには、アリを殺して解析する必要があった。そのため、一匹の女王から実験コロニーを作成し、産まれてきたワーカーの感染状況から母親女王アリおよび実験コロニーの感染状況を特定していた。この方法で感染状況の異なるアリを作成し、RNAseqを行ったところ、2つの遺伝子が大きく発現し、その他の遺伝子はその2つに比較するとほとんど発現していないという結果になり、ウイルスの有無による比較を行うことができなかった。このような結果になった理由を検討する中で、実験コロニーを作成するために長期飼育を行うと、アリの行動が変わることに気づいた。採集直後にアリの脚一本からウイルス感染状況を確認するため、ウイルス検出のためのPCRに用いるプライマーを、ウイルスの持つ遺伝子の中で最も発現の多いと思われるカプシドタンパクをコードする領域に設計した。その結果、ワーカーの中脚1本からウイルスの感染状況を確認することができるようになった。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

新型コロナウイルス感染症の緊急事態宣言下においてアリの採集を控えたこと、および、研究代表者の育児休業取得により、研究が当初の予定よりもやや遅れていた。本年度に入り、遅れを取り戻すために実験を進めていたが、これまで数年かけて作成したサンプルを用いたRNAseqが上手くいかなかったことなどもあり、遅れを取り戻せていない。

今後の研究の推進方策

今後、ヤマヨツボシオオアリを採集し、採集後すぐにサンプルとして保存する。そのサンプルから中脚を用いてウイルスの感染状況を決定する。その結果から、ウイルス感染および非感染サンプルを確定し、RNAseqを行う。