| 研究課題/領域番号 |
17J40065
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
髙須賀 圭三 慶應義塾大学, 環境情報学部, 特別研究員(RPD)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| キーワード | 造網行動操作 / クモ / 網 / クモヒメバチ / 寄生バチ / RNA-seq解析 |
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| 研究実績の概要 |
ニールセンクモヒメバチ対ギンメッキゴミグモ、マスモトクモヒメバチ対ゴミグモの造網行動操作系を材料に、飼育によって若齢・中齢前半・中齢後半・操作直前・操作開始後の5つのタイムポイントおよびハチ成虫の6つのフェイズ別サンプルを、反復をもって確保した。そして、ハチとクモそれぞれでライブラリ調整を行ない、RNA-seq解析によって発現配列データを得た。ギンメッキゴミグモは、未寄生の円網を張っているフェイズと、操作行動のモデル行動となっている同じく未寄生の脱皮網を張っているフェイズのサンプルも比較対象区として読んだ。
クモは全リードからランダムな60Mリードをアセンブル、ハチは全個体から10Mリードずつサブサンプリングしたものを各条件ごとに全てをマージした上で、全体で60Mリードになるように条件ごとにサブサンプリングしてアセンブルすることでリファレンス配列を作成した。
すべての解析は完了していないが、途中段階でも一部傾向が見えている。操作されている最中のギンメッキゴミグモは、円網や脱皮網造網中のサンプルと比べ、劇的に発現動態が変わっており、ハチによる操作の影響が少なくとも寄主クモの発現動態にまで影響していることがわかった。また、期待された被操作クモと脱皮網クモとの間の共通性は明確にはなかったが、特定のクモ糸遺伝子について高く発現するものが見出されており、操作に関わる遺伝子の可能性を今後探っていく必要がある。ハチの方では、ニールセンクモヒメバチの時系列比較において、操作直前と開始後の間に期待された発現変動は少なく、その前に当たる中齢後半にやや顕著な発現変動が見出されており、操作にまつわる発現は操作の数日前にピークを迎えている可能性が示唆された。マスモトクモヒメバチでは中齢前サンプル数の不足から中期以前‐終期の比較が行えていないが、操作直前と開始後の間に顕著な発現変動がないことが確認されている。
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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
サンプルや反復数の不足が一部見られるものの、100近いサンプルを配列データにまで持っていけたことや、条件間で発現変動の違いを見出だせつつあることは大きい。
また、クモヒメバチによる行動操作は、外部寄生者が行っているという点で興味深く、幼虫がクモへ付着する部位も、操作のメカニズムを探る上で重要な形質である。幼虫の位置は産卵メスの産卵部位に依拠しており、そのため操作そのものに加えて、ハチによる産卵行動様式にも着目して研究しているが、その成果が2017年度に出版された (Takasuka et al. 2018 Parasite)。クモヒメバチ群は二大単系統群によって成っているが、そのうちの祖先群に当たる種の産卵行動を発見し、その動きが派生群の既知の行動と真逆であることを明らかにした。それにより産卵部位は頭胸部と腹部にそれぞれ分かれる。なお、クモに寄生する部位が、単系統群ごとに頭胸部と腹部にきれいに分かれていることは2016年に指摘されていたが、寄主系統と寄生部位について過去の文献を全て洗い、例外なく系統と一致することを改めて示した。本研究で扱う種を含め、造網行動操作が知られているクモヒメバチはほとんど派生群であるが、祖先群にも日本産の一種でのみ操作が知られており、進化的な観点に加え、頭胸部から操作をするという生理的な観点からも将来的に解析に加える価値の非常に高い種である。
また、東欧の研究チームと共同で、初めてオーストラリアで見出された造網行動操作について発表した(Korenko et al. 2018)。
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| 今後の研究の推進方策 |
まずは最近配列データになった若齢や中齢前半を加えた比較を行う。同時に今年度も春に採集調査を行い、不足しているRNA-seq解析サンプルを追加していくのに加え、条件内のばらつきがやや大きいという問題もあり、すでに想定反復が揃っている条件の反復数を増やすことも検討する。可能であれば、コブクモヒメバチ対ゴミグモ（マスモトクモヒメバチと寄主競合する同属種）の系も新しく解析の対象とする。これにより、寄主競合2種を含む同属の操作系3種間での比較が可能となり、よりスクリーニングの精度が上がる。
被操作クモ‐未寄生クモ‐脱皮網クモ間の比較によって条件特異的に高発現であることを見出されたギンメッキゴミグモの糸遺伝子については、被操作クモの時系列解析においてその挙動を追跡していく。操作以前にはその発現が顕著ではないことを予想している。
また、発現変動遺伝子の検出だけでは機構の解明には不十分である可能性も考慮し、今年度は円網性クモ（扱いのよさを優先し、ゴミグモ属に限らない）を用い、生理活性物質アナログの経口投与によるバイオアッセイによって造網行動に関与する生理活性物質のスクリーニングを行う予定である。何かしらの候補物質が検出できれば、それらを基にクモ・ハチの操作にまつわる発現変動遺伝子の機能解析を行っていく。
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