東京大学大気海洋研究所の濵﨑恒二教授と、ワセル マイ海洋科学特定共同研究員（兼エジプト国立海洋水産研究所研究員）、長崎大学大学院総合生産科学研究科の阪倉良孝教授らによる研究グループは、トラフグ稚魚の腸内フローラ（腸内菌群組成）が、塩分環境とフグ毒テトロドトキシン（TTX）の相互作用によって変化することを明らかにしました。トラフグは自然界で餌を通じてTTXを蓄積しますが、その毒が腸内細菌に与える影響はほとんど分かっていませんでした。同グループは、小型水槽による再現性の高い海産仔魚の飼育実験技術と微量サンプルからの菌叢解析技術を用いることで、トラフグ生育のごく初期段階における腸内菌叢がTTX投与により部分的に変化することを明らかにしていました（関連する情報）。本研究では、さらに異なる塩分条件で飼育した稚魚にTTXを含む餌を与え、16S rRNA遺伝子アンプリコン解析^（注１）とショットガンメタゲノム解析^（注2）を実施しました（図1）。その結果、塩分が腸内フローラを決める主要因であり、さらにTTXが特定細菌の機能を変化させることが分かりました。特に、宿主では合成できないある種のアミノ酸やビタミン合成に関わる細菌機能がTTXによって低下する一方、別の代謝経路は増強されました。本成果は、魚類と腸内細菌の関係解明に新たな視点を与えるものです。本研究の成果は、種苗生産におけるより良い飼育環境の構築や、自然環境における生態解明を通じた適切な資源管理につながると期待されます。

図1：トラフグ稚魚へのTTX投与実験のイメージ 人工的に孵化、飼育した無毒のトラフグ稚魚を4段階の塩分条件に順馴した後、フグ毒TTXを混ぜた餌を与えながら10日間飼育し、同時に毒を混ぜていない餌を与えた稚魚と腸内フローラを比較した。

【研究の背景】

動物の腸内には多様な細菌が生息しており、栄養吸収、免疫機能、病原菌防御などに重要な役割を果たしています。魚類においても、腸内細菌は成長や健康状態、環境ストレスへの耐性に深く関わることが知られています。特に海産魚では、水温や塩分変化などの環境要因によって腸内細菌が大きく変動します。トラフグは日本を代表する高級魚であり、重要な養殖対象種です。また、自然界では強力な神経毒であるTTXを餌から取り込み体内に蓄積すると考えられており、他の魚にはあまり見られない特徴を持っています。しかし、TTXの摂取が腸内細菌にどのような影響を及ぼすのかはほとんど未解明でした。

【研究手法】

研究グループは、トラフグ稚魚を4段階の塩分条件（34.0、17.0、8.5、2.1 ppt）で飼育し、TTXを含む餌または通常餌を10日間与えました。その後、腸内容物からDNAを抽出し、細菌群集構造を調べる16S rRNA遺伝子アンプリコン解析と、細菌群が持つ遺伝子機能を網羅的に調べるショットガンメタゲノム解析を行いました。