2020 Fiscal Year Annual Research Report
宿主操作の分子・神経メカニズムから解き明かす生態系のエネルギー流
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19K22457
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
佐藤 拓哉 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (30456743)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩谷 靖 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (10400300)
武島 弘彦 総合地球環境学研究所, 研究部, 外来研究員 (50573086)
佐倉 緑 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (60421989)
橋口 康之 大阪医科大学, 医学部, 講師 (70436517)
入谷 亮介 国立研究開発法人理化学研究所, 数理創造プログラム, 研究員 (10843980)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | ハリガネムシ / トランスクリプトーム解析 / 宿主操作 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者はこれまで、宿主操作が捕食－被食関係を強めることで、生態系内外のエネルギー流を劇的に改変することを発見し、それが生物群集・生態系機能に及ぼす波及効果を世界に先駆けて実証してきた。研究代表者らはさらに、寄生者が中間宿主の行動を抑制化した後に活性化することが、激しい活性化操作をする（＝劇的なエネルギー流改変を生じさせる）寄生者が自然界で維持される仕組みになることを、理論モデルに基づいて提唱した。本研究では、寄生者による行動抑制化から活性化へのシフトの有無と程度を、行動実験、神経生理学的解析・遺伝子発現解析、および数理モデル解析を統合するアプローチで検証する。
この課題について、前年度までに確立を進めた行動解析システムをさらに改良し、自然な日射のもとでの行動解析を実施する手法を確立した。これを用いて、ハリガネムシ（Chordodes sp.）を実験的に感染させたハラビロカマキリの歩行量を24時間継続して計測し、非感染のカマキリと比較することで、ハリガネムシ感染に伴う歩行量の日内変動の変化について評価した。その結果、正午頃（12時）と夜中（0時）に活動量の顕著な増加が認められた。この行動観測システムをさらに拡張して、行動の抑制化から活性化に転じるという仮説を検証するより長期の行動観測データを取得して、現在解析中である。さらに、ハリガネムシ（Chordodes fukuii）に感染したチュウセンカマキリをモデルとして、遺伝子発現と生体アミンのデータを得た。いずれでも、宿主体内のハリガネムシの状態（未成熟と成熟）に応じて、多数の遺伝子の発現量や活動量に関与するいくつか生体アミンに顕著な違いが認められた。これらは、宿主体内での寄生者の成長に応じて、宿主操作の時間変化が生じている可能性を強く示唆する。現在、こういった内的なダイナミクスを考慮する数理モデル解析の構築を試みている。
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