脊椎動物はいつキチンを失い、粘液層定着型の腸内細菌との共生関係を成立させたか？

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 22K06346
• 研究機関: 沖縄科学技術大学院大学
• 研究代表者: 中島 啓介 沖縄科学技術大学院大学, マリンゲノミックスユニット, スタッフサイエンティスト (10422924)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2027-03-31
• キーワード: 腸内細菌 / キチン / 粘液層 / 脊椎動物

研究実績の概要

本研究は、脊椎動物の消化管表面の構造・成分・細菌叢の比較を通じて、キチンバリア免疫機構が脊椎動物のどの進化段階で喪失したかを明らかにし、派生的な「粘液層定着型の腸内細菌との共生関係」が成立した過程を再検討する。本年は、脊椎動物に最も近縁な無脊椎動物であるホヤの仲間カタユウレイボヤ(Ciona intestinalis type A)を用いて、そのキチンバリア内外の細菌叢の解析を行った。脊椎動物から得られたデータを解釈するための基準として機能する外群としての位置づけである。スワブを用いた菌体の採取法の再検討を行い、より微細な検体からも安定的に菌叢を採取できるようになった。採取した菌叢からの核酸抽出には、通常の試薬に比べて細菌の混入が少ないことが保証されている試薬を導入したことにより、安定的に結果が得られるようになっている。PCR法による増幅・次世代シーケンサーを用いた塩基配列情報の取得は、タグ配列を活用することで一回のシーケンスランあたりの検体処理数を増やせた結果、効率よくデータが出せるようになった。バイオインフォの手法による塩基配列情報の解析は、日進月歩の分野であり、新しい解析手法やソフトウェアを活用することにより、より信頼性の高い結果が得られている。このように、概ね当初の計画通り、作業を推し進めることができた。今後、マンパワーの不足・解析時間の縮小が予想されるため、より一層の効率化を図ることが大切であると考えている。

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

予定通り、真骨魚の解析を進めることができたため。また、腸内細菌の採取に用いる器具類の網羅的な評価を行い、微細な組織からも安定的に試料採取を行える実験系を確立でき、今後の計画推進にめどをつけられたため。

今後の研究の推進方策

概要に述べた通り、菌叢の採取以降の作業（核酸抽出・配列取得・情報解析）はルーチンで実行できるようになっている。対照的に、生体の飼育・解剖・菌叢採取の過程は個別の状況に対応する必要がある。まずは真骨魚など入手が容易な種を用いて、地道に経験を積み重ねて、活路を得たい。

次年度使用額が生じた理由

試薬を購入して行う予定であった作業を委託した結果、余剰の試薬を購入する必要がなくなり、その余剰分を次年度使用額として繰り越せることが可能となった。