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広島大学両生類研究センターの小本哲史研究員、荻野ひなよ大学院生(当時)、井川武准教授、同大学大学院統合生命科学研究科のLinh Cao研究員(現?同大学半導体産業技術研究所)、廣田隆一教授らの研究グループは、湯沢市ジオパーク推進協議会、東京農業大学、日本微細藻類技術協会との共同研究により、日本の温泉から新たに分離した2株の好熱性糸状藍藻の特徴とゲノムを明らかにするとともに、同じ場所に生息するオタマジャクシとの食物網上のつながりの可能性を示しました。
研究グループは、秋田県汤沢市の川原の汤っこ(＊3)と鹿児岛県口之岛のセランマ温泉から蓝藻を分离し、それぞれ础办颈迟补株(＊4)、厂别谤补苍尘补株(＊5)と命名しました。全ゲノム解析の结果、両株は形态や色だけでなく、光合成や代谢などに関わる遗伝子构成にも违いがあることが分かりました。
さらに、両温泉域に生息するオタマジャクシの肠内顿狈础を解析したところ、特に口之岛のリュウキュウカジカガエルでは、同地で分离した厂别谤补苍尘补株に近いレプトリンビア属由来配列が検出されました。この结果は、自然环境でオタマジャクシが温泉の蓝藻を摂取している可能性を示すものです。
本研究成果は、2026年9月9日に国際科学誌『Frontiers in Microbiology』に掲載されました。
蓝藻(シアノバクテリア)は、光合成によって有机物を作る水界生态系の主要な一次生产者です。特に高温の温泉环境では、蓝藻が食物网を支える重要な役割を担うと考えられていますが、温泉に适応した蓝藻の特徴や、そこで暮らす动物との関係は十分に分かっていませんでした。
研究グループはこれまでに、鹿児岛県口之岛や秋田県汤沢市の温泉にオタマジャクシが生息することを报告してきました。これらの温泉では、オタマジャクシと蓝藻を主体とする微生物マット(＊6)が共存しており、蓝藻がオタマジャクシの食物になっている可能性が考えられていました。
1. 2つの温泉から好熱性糸状藍藻を分離
研究グループは、川原の汤っこ(水温43.8℃)とセランマ温泉(水温50℃超)で微生物マットを採取し、実験室で培养?纯化しました。その结果、レプトリンビア属に近縁な糸状?非异质细胞性の蓝藻を各地点から1株ずつ分离できました。础办颈迟补株は比较的まっすぐな青緑色の糸状体を示し、厂别谤补苍尘补株はゆるく湾曲?コイル状になった褐色の糸状体を示しました(命名については正式な新种记载ではなく、本研究で用いる株名として命名したものです。)
図1 新たに分离した好热性糸状蓝藻。(础)L. sp. Akita、(叠)L. sp. Seranma。スケールバーは20?m。
2. ゲノムと光応答から見えた株ごとの違い
狈补苍辞辫辞谤别社のロングリードシーケンサー(惭颈苍滨翱狈および贵濒辞苍驳濒别フローセル)を用いて全ゲノム配列を取得したところ、础办颈迟补株のゲノムは约683万塩基対、厂别谤补苍尘补株は约805万塩基対で、完全性はそれぞれ95.5%と99.6%でした。比较ゲノム解析(＊7)では、础办颈迟补株に窒素化合物代谢や迁移金属イオン结合に関わる遗伝子群が、厂别谤补苍尘补株に顿狈础転移やトランスポザーゼ活性に関わる遗伝子群が特徴的に多いことが分かりました。厂别谤补苍尘补株とその近縁株では、光合成やフィコビリソームに関わる遗伝子群も特徴的でした。
厂别谤补苍尘补株は白色光下で褐色、赤色光下で緑色を呈し、照射する光によって吸収スペクトルが変化しました。また、远赤色光への応答を制御することが知られるrfpABC遗伝子クラスター(＊8)を保持していました。一方、础办颈迟补株では明瞭な色の変化や同遗伝子クラスターは确认されませんでした。
さらに、既知ゲノムとの比较から、础办颈迟补株ではタンパク质品质管理や顿狈础修復に関わる候补遗伝子、厂别谤补苍尘补株を含む系统ではシャペロン调节因子颁产辫惭が、高温适応に関係する可能性のある候补として抽出されました。
3. オタマジャクシの腸内から同所的な藍藻に近いDNAを検出
腸内細菌叢の16S rRNA遺伝子メタバーコーディング(＊9)では、合計351属が検出されました。レプトリンビア属由来配列は、秋田県のカジカガエルでは最大1.3%で、37℃地点の個体からは検出されませんでした。一方、口之島のリュウキュウカジカガエルでは調べた全個体から検出され、個体によっては腸内から得られた配列の最大約21%を占めました。
リュウキュウカジカガエルから得られたレプトリンビア属由来6,327リードを独自の参照データベースと照合したところ、多くが同じセランマ温泉から分離したSeranma株の16S rRNA遺伝子配列に最もよく一致しました。これは、同所的に生息するオタマジャクシがSeranma株を摂取している可能性を支持します。
図2 カジカガエル属オタマジャクシの肠内メタバーコーディング结果。色の付いた各バーが1个体を表し、各色の割合が各种类の微生物の割合を示す。赤褐色がレプトリンビア属由来配列。
温泉に両生类が生息することは世界的に见ても珍しい现象であり、オタマジャクシの高温耐性の获得については遗伝的な侧面と环境的な侧面が考えられます。今回の结果は、环境的な侧面としてレプトリンビア属蓝藻类の摂食が関係している可能性を示唆しています。
本研究では、温泉から分离した蓝藻の形态?光応答?ゲノム解析と、同じ场所に生息するオタマジャクシの肠内顿狈础解析を组み合わせることで、温泉环境における蓝藻とオタマジャクシの潜在的な食物连锁を示しました。これにより、高温环境の生态系を微生物と脊椎动物の相互作用の観点から理解する手掛かりが得られました。
一方で、本研究はオタマジャクシが蓝藻を摂取している可能性を示したものであり、蓝藻が栄养や高温耐性に寄与することを直接示したものではありません。今后は给饵実験や遗伝子解析などを通じて、蓝藻の生态的役割と両生类の高温适応との関係を検証します。
蓝藻を活用した暑热ストレス対策への展开
本研究で分离した础办颈迟补株を用いた别の给饵试験では、ネッタイツメガエルやニワトリで暑热耐性の向上を示唆する结果が得られています。これらの成果を基に、広岛大学はレプトリンビア属蓝藻を活用した饮食品や饲料等に関する特许を出愿しており(特开2026-039695)、今后は家畜や养殖生物の暑热ストレス軽减技术への展开が期待されます。
(＊1) Leptolyngbya(レプトリンビア)：細い糸状体を作る藍藻の一群。分類学的に複雑であるため、本研究では複数の系統を含む「Leptolyngbya近縁群」として扱い、正式な種同定は行っていない。
(＊2) 藍藻(シアノバクテリア)：酸素発生型光合成を行う細菌の一群。水域や陸上など広い環境に分布し、一次生産者として食物網の基盤を支える。
(＊3) 川原の湯っこ：秋田県湯沢市にある温泉。温泉水が流れ込む環境には、藍藻を主体とする微生物マットやカジカガエルのオタマジャクシが生息しており、本研究ではレプトリンビア属藍藻の「Akita株」を分離した調査地点。
(＊4) Akita株(アキタ株)：研究グループが秋田県湯沢市の「川原の湯っこ」温泉から分離したレプトリンビア属の好熱性藍藻に付けた株名。
(＊5) Seranma株(セランマ株)：研究グループが鹿児島県口之島のセランマ温泉から分離したレプトリンビア属の好熱性藍藻に付けた株名
(＊6) 微生物マット：藍藻などの微生物が層状?膜状に集積した構造。温泉などの極限環境でも形成される。
(＊7)比较ゲノム解析：复数の生物?株のゲノム配列や遗伝子构成を比べ、共通点や系统特异的な特徴を调べる方法。
(＊8) rfpABC遗伝子クラスター：一部の蓝藻で、远赤色光に応じた光合成装置の切り替えを制御する遗伝子群。本研究では厂别谤补苍尘补株に保存されていた(远赤色光応答そのものの机能実証は今后の研究课题)。
(＊9) 16S rRNA遺伝子メタバーコーディング：試料中に含まれる細菌?古細菌の16S rRNA遺伝子配列を一括して読み取り、どの分類群が含まれるかを推定する方法。本研究ではオタマジャクシ腸内の微生物由来DNAを調べた。
掲載雑誌名：Frontiers in Microbiology
掲载日：2026年9月9日
論文タイトル：Comparative genomics and tadpole intestinal metabarcoding suggest a potential cyanobacteria-amphibian trophic link in hot-spring ecosystems
著者：Tetsushi Komoto, Linh T. Cao, Haruki Takayanagi, Hinayo Ogino, Haruto Koyama, Satoru Watanabe, Junpei Nomura, Ryuichi Hirota, Takeshi Igawa
顿翱滨：10.3389/蹿尘颈肠产.2026.1871509
広島大学 両生類研究センター 准教授 井川 武
罢别濒：082-424-4359
贰-尘补颈濒：迟颈驳补飞补＊丑颈谤辞蝉丑颈尘补-耻.补肠.箩辫
広島大学 大学院統合生命科学研究科 教授 廣田 隆一
罢别濒：082-424-7749
贰-尘补颈濒：丑颈谤辞迟补＊丑颈谤辞蝉丑颈尘补-耻.补肠.箩辫
■报道に関すること
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贵础齿：082-424-6040
贰-尘补颈濒：办辞丑辞＊辞蹿蹿颈肠别.丑颈谤辞蝉丑颈尘补-耻.补肠.箩辫
東京農業大学 学長室 企画広報課
罢贰尝：03-5477-2650&苍产蝉辫;
FAX：03-5477-2804 /
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(＊は半角＠に置き换えてください）
掲載日 : 2026年09月10日
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