Elucidating the physiological and ecological factors that cause diversification of food-derived toxins in the Japanese natricine snake, Rhabdophis tigrinus

阐明导致日本水蛇（Rhabdophis tigrinus）食物源性毒素多样化的生理和生态因素

基本信息

批准号：
22KJ1886
负责人：
井上貴斗
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

・液体クロマトグラフィー (LC)/質量分析法 (MS) を用いて、日本各地のヤマカガシおよびヒキガエルの毒液の化学分析をさらに進め、ヤマカガシにおいて地域性の高い bufadienolide 類 (BD 類) を一つ見出し、精製段階まで進めた。・ヤマカガシに対する BD 類給餌実験により、ヤマカガシ体内における BD 類の変換反応を確認できる系を確立した。これにより、日本のヒキガエルの普遍的成分、bufalin がヤマカガシの体内で化学変換され、頸腺に蓄積されることを実験的に証明した。・ヤマカガシから、ゲノム DNA を外注可能なクオリティで抽出する方法を確立し、ゲノムのアセンブリおよび繰り返し配列の推定まで終え、ゲノムサイズが 4.03 Gbという結果を得た。・BD 類の標品や、ヤマカガシ頸腺液のメタノール粗抽出物の毒性測定を、ヒトがん細胞に対する抗腫瘍活性試験により、簡便に行うことを可能にした。本手法により、BD 類における官能基の位置や向きの一つの違いが毒性に影響を及ぼすこと、頸腺液の毒性には個体差があることが予想された。・ヤマカガシの捕食者である猛禽類の眼球も着実に集めることができ、眼球の入手が難しい潜在的捕食者であるイノシシの新鮮な眼球も入手できた。・LC を用い、頸腺液中の BD 類の総量 (絶対 BD 量)をハイスループットに定量する方法を考案し、この手法を用いて、ヤマカガシのもつ BD 類の総量や濃度の個体差や、それらに影響を与える内在的要因を調査し、ヤマカガシの BD 類蓄積に関する重要な基礎情報を得た。本研究成果を学会で発表し、また、論文としてまとめ報告した。

・利用液相色谱（LC）/质谱（MS），进一步对山镜和日本各地的蟾蜍的毒液进行了化学分析，发现了山镜高度本地化的一种蟾蜍二烯内酯类（BD类），继续进行到净化阶段。 - 通过向山镜喂食BD的实验，我们建立了一个系统，可以确认山镜体内BD的转化反应。结果，我们通过实验证明，蟾蜍中常见的成分蟾蜍灵在山镜体内发生化学转化并积聚在宫颈腺中。・我们建立了一种以可外包的质量从山形果提取基因组DNA的方法，完成了基因组组装和估计重复序列，并获得了4.03 Gb的基因组大小。・通过测试对人类癌细胞的抗肿瘤活性，可以轻松测量 BD 制剂和山形宫颈腺液甲醇粗提物的毒性。利用该方法，预测BD中功能基团的位置或方向的单一差异会影响毒性，并且宫颈腺液的毒性存在个体差异。・我们能够稳定地收集野猪的天敌猛禽的眼球，并且我们还能够从眼珠难以获得的潜在捕食者野猪那里获得新鲜的眼球。・我们设计了一种使用 LC 定量宫颈腺液中 BD 总量（绝对 BD 量）的高通量方法，并使用该方法调查了山镜中 BD 总量和浓度的个体差异，并研究了研究了影响它们的内在因素，获得了山形区BDs积累的重要基础信息。这项研究的结果在学术会议上发表并总结为论文。