病原体媒介節足動物の共生微生物ライブラリーの構築と病原体制御への応用

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H05633
• 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): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 節足動物 / 共生微生物 / 細菌叢 / マダニ / ベクター / 原虫 / リケッチア / クラミジア

Outline of Annual Research Achievements

節足動物は病原体以外にも様々な微生物を体内に保有し、節足動物―病原体―共生微生物の３者間で複雑な共生関係を構築している。この「三つ巴」の関係の理解には、「どのような種類の共生微生物」が「どのような機能を持つのか」を知ることが不可欠である。本研究では、病原体媒介節足動物の共生微生物のゲノム情報を体系的に整理し、節足動物と病原体の宿主寄生体関係に関わる共生微生物の探索を行う。今年度は、国内および海外（ザンビア、ミャンマー、フィジー）で約2,000個体のマダニを採集した。主な内部共生菌としてRickettsia属細菌の細菌を対象に、リアルタイムPCRによる検出を試みた。その結果、約20%のマダニでリケッチア属細菌を検出した。リケッチア陽性検体に対し、節足動物及び哺乳動物の培養細胞にマダニ乳剤を接種して分離を試みた。これまで、Rickettsia属細菌11株に加えて、Rickettsiella属細菌1株、Spiroplasma属細菌３株、Chlamydia門細菌2株の分離培養に成功した。さらに、マダニの共生微生物叢の解析を目的に、16SリボソーマルRNA遺伝子の超可変領域を対象としたPCRを実施し、MiSeqを用いたアンプリコン解析を実施した。その結果、Anaplasma属、Ehrlichia属、Coxiella属などがマダニの優占内部寄生細菌種として特定された。また、フタトゲチマダニ実験室維持株（岡山株）についても、各ステージ（卵、幼ダニ、若ダニ、成ダニ）で細菌叢を解析したところ、Coxiella属細菌が優占種として特定された。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

国内外でのマダニの採集が順調に進んだ。培養細胞を用いた共生細菌の分離が軌道に乗り、最初のターゲットであったRickettsia属細菌以外にも、節足動物の生理に影響することが報告されているRickettsiella属細菌やSpiroplasma属細菌も分離に成功した。また、アンプリコン解析の結果を応用することで、次年度以降の効率的な共生微生物の分離が期待出来る。

Strategy for Future Research Activity

初年度に引き続き、節足動物の採集を国内外で継続して行う。また、培養細胞を用いた共生微生物の分離を進める。アンプリコン解析の結果からターゲットとなる共生微生物を選定し、高度感染マダニを抽出して分離試験を行うことで、共生微生物の分離効率を高める。また、細菌群以外の共生微生物としてマダニに感染する共生的ウイルス群および寄生原虫群の検索を開始する。これまで分離に成功した共生細菌に関しては順次、MiSeqおよびPac Bioシーケンサーを利用してドラフトゲノム情報を得る。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Zambia(Zambia)
  • Country Name: Zambia
  • Counterpart Institution: University of Zambia
• [Int'l Joint Research] University of Veterinary Science(Myanmar)
  • Country Name: Myanmar
  • Counterpart Institution: University of Veterinary Science
• [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] 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
  • 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] 超高速遺伝子解析技術によるマダニ保有微生物の探索 (2016)
  • Author(s): 中尾 亮、邱 永晋、木下豪太、May June Thu、阿部貴志、片倉 賢、杉本千尋
  • Organizer: 第85回 寄生虫学会大会
  • Place of Presentation: 宮崎市民プラザ
  • Year and Date: 2016-03-19 – 2016-03-20
• [Presentation] 網羅的遺伝子解析技術がもたらすマダニ研究の新展開 (2015)
  • Author(s): 中尾 亮
  • Organizer: 第23回 SADI (Seminar on Acari-Diseases Interface)
  • Place of Presentation: 名取市文化会館小ホール
  • Year and Date: 2015-06-26 – 2015-06-28