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公共データベースからの「ミツバチ参照遺伝子セット」構築 広島大学2022年11月18日

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広島大学大学院統合生命科学研究科の若宮健研究員(当時)と坊農秀雅特任教授、農研機構の横井翔主任研究員の研究グループは、公共の遺伝子発現データからミツバチの参照遺伝子セットを構築。農畜産生物のゲノム編集に向けた、トランスクリプトームデータの解析手法を構築した。

公共データベースからの「ミツバチ参照遺伝子セット」構築 広島大学研究の全体図

ミツバチは、蜂蜜の生産や施設栽培の野菜や果物における花粉媒介に不可欠な経済的に重要な昆虫種。そのため、ミツバチの代表的な種であるセイヨウミツバチ(Apismellifera)を中心に昆虫学的な研究において幅広く研究されてきた。

バイオデジタルトランスフォーメーション(バイオDX)は、昆虫を含む様々な生物種における遺伝子情報などの生物に関するデジタルデータを駆使した解析を意味し、この解析の中には遺伝子配列データ解析などが含まれる。これらの解析により、病気に強いミツバチなど、有用な生物機能をゲノム編集で付与することが可能になると期待されている。

再現性のある遺伝子配列データ解析をはじめとしたバイオDXを推進するには、基準となる参照遺伝子セットが必要不可欠。同研究では、公共データベース中から利用可能なセイヨウミツバチの遺伝子発現データをすべて再解析することにより、14万9685種類の転写産物からなる参照転写産物データセットを構築。複数のモデル生物や昆虫種のタンパク質配列データセットを用いて、構築したタンパク質配列の約半分に機能情報を付与(アノテーション)することができた。

構築した参照転写産物データセットの有用性を確認するため、公共データベースにあるトランスクリプトームデータセットを利用した新規の免疫反応関連遺伝子の探索に用いた結果、ウイルスとバクテリアの感染に反応して発現が変動する遺伝子を複数同定。このメタ解析の結果、参照遺伝子セットは、セイヨウミツバチのトランスクリプトーム解析に使えることが示された。この研究で用いられた解析手法は、ミツバチの感染症の研究だけでなく他の研究分野にも展開可能な手法と考えられる。

同研究成果はスイスの出版社 Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)の『Insects』誌に10月14日に掲載された。

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