総合生命科学部 高橋 純一 准教授らのグループがニホンミツバチの自己治療行動の発見および全ゲノムのドラフト解読に成功

これまでニホンミツバチ(Apis cerana japonica)は、病原性微生物が関与する疾病にかかりにくいとされてきましたが、その要因については不明でした。今回、ニホンミツバチはある特定の真菌(キノコ)の子実体成分を利用して、自己の感染症に対応している可能性があることが判明しました。このキノコは京都産業大学内で自生しており、遺伝子を解析したこところ未記載種(新種)である可能性が高いこともわかりました。
写真:新種のキノコの抗菌成分を摂取し、自己治療行動をとるニホンミツバチ.
また、病気に強いニホンミツバチの免疫機構を解明し、養蜂種のセイヨウミツバチに応用するため本学で飼育されているニホンミツバチを対象に(国研)農業・食品産業技術総合研究機構、東京農業大学と共に全ゲノム解析を2016年に開始し、同年にミトコンドリアの全ゲノムが、そして今回核ゲノムのドラフト配列の解読に成功しました。ニホンミツバチの全ゲノム解析には、総合生命科学部の野村 哲郎 教授および卒業生の若宮 健さん(2018年生命科学研究科卒)も参加しました。

図:ニホンミツバチの免疫TollおよびIMD経路に関わる遺伝子の概略図.
今回ニホンミツバチのTollおよびIMD経路は、セイヨウミツバチと類似の免疫機能を有していることがわかりました。今後、TollおよびIMD経路以外の免疫系遺伝子の有無や各遺伝子の相同性の精査が進むことにより、詳細なミツバチの病原抵抗性の分子メカニズムを明らかにできると考えられます。
また、セイヨウミツバチで発症すると重症化する家畜法定伝染病(ふそ病、チョーク病、バロア病)についてニホンミツバチは抵抗性を持つとされています。ニホンミツバチが持つ病気に対する抵抗性は、外部環境から病原性微生物に対する抵抗性因子を摂取が関連していることが、今回の一連の研究により示唆されています。全ゲノム解析によりニホンミツバチと類似しているセイヨウミツバチの免疫システムでも同様の効果が期待されることから、このキノコを利用したミツバチの疾病予防飼料の開発も進められており、ミツバチ不足による食糧生産や環境保全の問題解決に貢献することが期待できます。

研究論文情報

これらの研究成果の一部は3報の論文としてまとめられ学術誌に掲載されました。

タイトル:The draft genome sequence of the Japanese honey bee, Apis cerana japonica (Hymenoptera: Apidae)
雑誌名:European Journal of Entomology
著者:Kakeru Yokoi1, Hironobu Uchiyama2, Takeshi Wakamiya3, Mikio Yoshiyama1, Jun-ichi Takakahshi3, Tetsuro Nomura3, Tsutomu Furukawa2, Shunsuke Yajima2, Kiyoshi Kimura1
1国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 2東京農業大学, 3京都産業大学
出版年:2018年115巻650-657ページ
DOI:10.14411/eje.2018.064

タイトル:Asian Honey Bee Apis cerana Foraging on Mushrooms
雑誌名:Bee World
著者:Jun-ichi Takahashi1, Kentaro Hosaka2, Stephen J. Martin3, Akira Kawabe1
1京都産業大学, 2国立科学博物館, 3サルフォード大学
出版年:2019年96巻10-11ページ
DOI:10.1080/0005772X.2018.1556964

タイトル:The complete mitochondrial genome of the Japanese honeybee, Apis cerana japonica (Insecta: Hymenoptera: Apidae)
雑誌名:Mitochondrial DNA Part B Resources
著者:Jun-ichi Takahashi1, Takeshi Wakamiya1, Takuya Kiyoshi2, Hironobu Uchiyama3, Shunsuke Yajima3, Kiyoshi Kimura4, Tetsuro Nomura1
1京都産業大学, 2国立科学博物館, 3東京農業大学, 4国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構,
出版年:2016年1巻156-157ページ
DOI:10.1080/23802359.2016.1144108

備考

これらの研究は、農林水産業・食品産業科学技術研究推進事業(27013B)、農林水産省委託プロジェクト「農業における花粉媒介昆虫等の積極的利活用技術の開発」、東京農業大学生物資源ゲノム解析センター生物資源ゲノム解析拠点事業における支援を受けて行われました。
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