| 研究課題/領域番号 |
21H02213
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分39050:昆虫科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
宮崎 亮 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (80712489)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円)
2023年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
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| キーワード | 社会性昆虫 / 腸内細菌 / ミツバチ / 腸内細菌叢 / 社会行動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
腸内細菌叢は宿主動物の様々な生理機能や行動に関与することが知られている。しかしその複雑性と多様性が原因で、腸内細菌叢に関する知見はオミクス解析に依存しているのが現状であり、昆虫との共生においても、全腸内細菌の機能や宿主との関連性を実験的に検証することは極めて困難である。本研究では、優れた生物学的利点を有するミツバチを実験モデルとし、腸内細菌叢の再構築および宿主・細菌双方の分子生物学的操作によって、個々の腸内細菌がミツバチの生理機能や社会行動に与える影響とその分子基盤を統合的に解明する。
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| 研究実績の概要 |
個々の腸内細菌が宿主動物の生理状態や行動に与える影響を調べるために、主要5種類のミツバチ腸内細菌を培養し、全31通り (腸内細菌無しを含めると32通り) の組合せの腸内細菌カクテルを作製した。このカクテルを無菌ミツバチに投与し、腸内細菌の組合せの異なるノトバイオート個体を作出し、宿主の様々な表現型を調べたところ、腸内細菌の組合せによってミツバチ成体の寿命が変化することが明らかとなった。また、ミツバチの餌 (ショ糖) への応答性を調べたところ、2-5時間の飢餓状態では、腸内細菌の有無によってショ糖への応答性や感受性は変化しないことが明らかとなった。いずれの結果も従来の研究では見出されない新しい結果であり、ここまでの成果を論文としてまとめている。なお、ミツバチへの腸内細菌の投与量はパイロット実験で入念に検討しており、腸内細菌の定着に必要な菌数、および宿主表現型の再現性の高い適切な濃度を確認した上で実験を実施・制御できている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当該年度は、ミツバチ腸内細菌の組合せを自在に変えられる腸内細菌叢の再構築系を確立することができた。本系を用いることで、宿主ミツバチの様々な表現型や生理機能、行動と腸内細菌の関連性を網羅的に調べることができ、本研究の基盤となる技術を構築できたということで、順調に進展していると考えている。また、既にいくつかの表現型をテストし、興味深い結果も得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き、腸内細菌叢を任意の組み合わせで再構築し、様々な宿主の表現型への影響を調べていく。特に、ミツバチ間の相互作用や育児行動など社会性昆虫に特徴的な行動を中心に解析し、町内産金との関連性を明らかにする。並行して、寿命等に変化をもたらす腸内細菌の組合せに特徴的な遺伝子発現をRNA-seqで分析し、ミツバチの整理機能や高ぢょう能力に関与する因子のスクリーニングを試みる。
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