腸内細菌によるミツバチ脳機能の制御機構の解明および飼育保全への応用

肠道细菌控制蜜蜂脑功能机制的阐明及其在繁殖保护中的应用

• 批准号: 20J01550
• 负责人: 末次 翔太
• 金额: $ 3.33万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J01550/
• 关键词: ミツバチ; 腸内細菌叢; 脳腸相関; セイヨウミツバチ; 感覚応答

近年、動物の脳機能が腸内細菌に影響されることが明らかになりつつある。しかし、いかなる腸内細菌の組み合わせがいかなる脳機能を制御するかは十分に分かっていない。本研究は、腸内細菌の組み合わせを操作した「人工編成動物」を作出できるミツバチを研究対象として、「ミツバチの腸内細菌叢に優占する5種の腸内細菌のいかなる組み合わせが、ミツバチのいかなる行動能力に影響するか」、そして「いかなる脳分子基盤がその行動変化をもたらすか」を解明することを目的としている。2021年度には、腸内細菌叢の存在がミツバチの感覚応答能力に影響するかを明らかにするため、砂糖水に対する人工編成個体の味覚応答能力を調査した。具体的には、ミツバチが満腹になるまで餌を与えた後、2時間餌を与えないで静置してから、砂糖水に対するミツバチの応答回数を測定した。その結果、人工編成群と無菌群(対照群)の両方で応答回数が少なく、実験群間の差は見られなかった。次に、人工編成個体が適切に作出できたか否かを定量的に調べるため、行動実験後にミツバチの腸から抽出したDNAを用いて腸内細菌の16S rRNA遺伝子の定量的PCRを実施した。その結果、5種の細菌は全ての人工編成個体から検出された。その一方で、無菌個体ではいずれの細菌も検出限界に届かなかったため、人工編成個体と無菌個体が適切に作出されたことが分かった。しかし、人工編成個体の腸内細菌叢における各種腸内細菌の割合は野外のミツバチで見られる値と大きく異なっており、人工編成個体の腸内細菌叢が野外のミツバチの腸内細菌叢を再現していないと考えられた。行動実験が完了した後には、脳遺伝子発現プロファイルに対する腸内細菌の組み合わせの影響を検証する計画である。その準備として、人工編成個体の脳からのRNA抽出法を整備した。

近年来，很明显，动物的大脑功能受肠道细菌的影响。但是，尚不完全知道肠道细菌的哪种组合控制着什么脑功能。这项研究旨在调查可以产生“人​​造动物”操纵肠道细菌组合的蜜蜂，并澄清“五种肠道细菌的组合，占主导地位的肠道细菌，蜜蜂的肠菌群会影响行为能力影响行为能力，以及“脑部分子基础对肠道的变化，我们是否在2021年的范围内导致了脑部的变化。影响蜜蜂的感觉响应能力。行为实验后，使用从蜜蜂的肠道中提取的DNA进行肠道细菌16S rRNA基因的PCR。结果，在所有人造个体中都检测到五种细菌。另一方面，发现由于没有细菌达到无菌个体的检测极限，因此适当地生产了人造和无菌个体。然而，人为形成个体的肠道菌群中各种肠道细菌的比例与户外蜜蜂中的肠道菌群显着不同，人们认为人为形成的个体的肠道菌群并未重现户外蜜蜂的肠道菌群。行为实验完成后，该计划是检查肠道细菌组合对脑基因表达谱的影响。为此，我们开发了一种从人工个体的大脑中提取RNA的方法。

项目成果

ローザンヌ大学(スイス)

洛桑大学（瑞士）

ミツバチの味覚応答に対する腸内細菌叢の影響の解析

肠道菌群对蜜蜂味觉反应的影响分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 末次翔太;宮崎亮
• 通讯作者: 宮崎亮