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# 生物学 # 生理学

タバコホーンワームの研究での台頭

タバコホルンワームが科学研究の重要な無脊椎動物として注目されてるよ。

Emma K. Spencer, Craig R. Miller, James Bull

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タバコホーンワーム:研究の タバコホーンワーム:研究の ゲームチェンジャー 期待が持てるね。 この無脊椎動物は科学的なブレイクスルーに
目次

無脊椎動物は背骨のない動物で、科学研究でずっと使われてきたんだ。19世紀から、科学者たちはこれらの生き物を使って生物学や他の科学についてもっと学ぼうとしてきた。初期の研究は海の動物に焦点を当ててたことが多かった。今では、果物バエや線虫が研究でよく使われてるのは、彼らのライフサイクルが早くて扱いやすいから。これらの小さな生き物は、多くの重要な発見を助けてきたんだ。

新星:グレーター・ワックス・モス

最近注目を浴びてる無脊椎動物の一つがグレーター・ワックス・モス。1938年から科学記事に登場してたけど、認識されたモデル生物になったのは1960年代後半からなんだ。この10年で、ワックスモスの幼虫を使った研究が急増して、10倍になったんだ。この人気の理由は、無脊椎動物が脊椎動物に比べて研究で実用的な利点を提供してるからだよ。

研究で無脊椎動物を使う利点

ワックスモスみたいな無脊椎動物は、維持費が安く、繁殖が早く、研究で倫理的な問題が少ないことが多い。しかし、多くの無脊椎動物はかなり小さい。例えば、成虫の線虫は約1ミリしかなくて、果物バエはさらに小さい!この小ささは特定の実験には問題になることもある。例えば、研究者が注射や他の操作を行いたい場合は、もっと大きな生き物を好むかもしれない。

タバコホーンワーム登場

ここに登場するのがタバコホーンワーム、大きな幼虫で生理学の研究に使われてるんだ。この生き物は10〜13グラムぐらいの重さで、小さなネズミと同じくらい。研究者たちは、通常爬虫類の餌として飼育されているホーンワームを供給業者から買うことができる。しかし、これらのホーンワームの質はバラバラなので、いくつかの研究室は自分たちで繁殖コロニーを維持することを好む。

ホーンワームコロニーの設立

タバコホーンワームのコロニーを始めるのは簡単であまりお金もかからない。初期の設定費用は約626ドルで、これには一年間この小さな奴らを育てるための必要な用品が含まれてる。始めるのに必要なものはほんの少しだよ。

必要な機器

ホーンワームを効果的に育てるには、幼虫用の容器や餌を入れるための基本的な機器が必要。最大の費用は特別に配合された餌から来るんだ。これは小麦胚芽ベースの食事だよ。餌のコストは、脊椎動物のコロニーを維持するのに比べれば管理しやすい。

人工ダイエット

卵が孵化したら、ハッチリングはプレミックスされた乾燥餌を食べることになる。この混合物は熱湯とゲル化剤を混ぜて、子供たちが食べるまで安全に保管される。餌を与える前に、すべてを清潔に保つために滅菌されるんだ。

タバコホーンワームの飼育プロトコル

成功のためには飼育プロトコルを設定することが重要。ここに手順の簡単な説明があるよ:

1. 成虫を飼う

成虫は特別な閉じ込められた場所に置かれて、交尾して卵を産む。卵はすぐに孵化するから、頻繁に集めることが大事。孵化したら、幼虫は慎重に扱わなきゃいけない。

2. ハッチリングの移動

卵が孵化したら、小さな幼虫は個別の容器に移されて、共食いのリスクなしで食べられるようにする。幼虫は傷つく可能性があるから、慎重に扱う必要があるよ。

3. 餌や掃除

幼虫が成長するにつれて、もっと餌を消費するようになって、容器は定期的に掃除しないといけない。幼虫が脱皮に苦労したら問題になりかねない。湿度を適切に保つことで、彼らは問題なく脱皮できる。

4. プレ幼虫に移行

数週間後、幼虫はプレ幼虫の段階に入る。この時期には、埋まって蛹になるための基材でいっぱいの容器が必要だ。毎日新たに出現した成虫を確認することが重要だよ。

5. 成虫を快適に保つ

成虫が出てきたら、彼らはネットの閉じ込められた場所に移されて、交尾してさらに卵を産むことができる。彼らは健康を維持するために甘い食事が好きなんだ。

温度と湿度

ホーンワームの成長には適切な環境条件が必要だよ。彼らは22℃から35℃の温度で繁栄し、特に28℃が好み。湿度は30-60%の範囲で十分。湿度が低すぎると、幼虫が乾燥して死んじゃうこともあるから、それは良い結果じゃない。

タバコホーンワームのライフサイクル

タバコホーンワームのライフサイクルは、卵、5つの幼虫段階、プレ幼虫段階、蛹、成虫のいくつかの明確な段階で構成されてる。各段階には特定の特徴や要求があるんだ。

卵から幼虫へ

卵は数日内に孵化し、幼虫は5つの成長段階を経る。この段階で、彼らは何回も皮を脱ぐんだ。卵から卵までの期間は通常約6〜9週間だよ。

成長と発達

5番目の幼虫段階では、ホーンワームはほとんどの成長を経験し、質量が約10倍に増えるんだ!この段階では、彼らはプレ幼虫段階に備えていくつかの生理的変化を経る。

プレ幼虫段階

5番目の幼虫段階の後、幼虫はプレ幼虫段階に入り、体を湿らせたり(液体で自分を覆ったり)歩き回ったりするような独特の特徴がある。この段階は約5〜7日続いて、その後蛹になる。

蛹の段階

蛹の段階は比較的短く、2〜5週間しか続かない。この間に、幼虫は驚くべき変化を遂げるんだ。柔らかい幼虫の形から硬くて完全に発達した蛹に変わるんだよ。

色と食事の重要性

ホーンワームの色は食事によって変わることがある。例えば、植物材料が豊富な食事は、人工食に基づくものとは異なる色をもたらすかもしれない。研究者たちは、遺伝的要因に関連付けられる黒と白のバリエーションなど、さまざまな色の変異を観察してる。

ホーンワームのマイクロバイオーム

多くの生き物と同じように、ホーンワームにも腸内に住むバクテリアからなるマイクロバイオームがある。ただし、他の動物とは異なり、ホーンワームのマイクロバイオームは一時的なもので、主に彼らの食べ物から来ると言われている。これは病気に関する研究において重要な考慮事項になることがあるよ。

ホーンワーム研究の実用的応用

タバコホーンワームは、大きさ、生成時間の速さ、扱いやすさから、他のモデル生物の優れた代替手段を提供するんだ。研究者たちは、幼虫がバクテリアに感染した場合の反応を調べるなど、さまざまな実験を行うことができる。

結論

要するに、タバコホーンワームはさまざまな分野の研究において実用的で効果的なモデル生物として機能するんだ。他の無脊椎動物に比べて大きなサイズは、操作や実験設計に利点を提供する。繁殖集団を確立するのは比較的簡単で安価だから、研究対象を多様化したい研究室には適した選択肢だよ。プロトコルが整っていて、適切なケアを行えば、ホーンワームは研究者たちが多くの重要な生物学的知見を解き明かすのを助けながら、プロセスを倫理的かつ効率的に保つことができるんだ。

オリジナルソース

タイトル: Standardized methods for rearing a moth larva, Manduca sexta, in a laboratory setting

概要: The larval tobacco hornworm, Manduca sexta, has been used in a laboratory setting for physiological studies and for pathogen virulence studies. This moth offers a much larger size than the commonly used wax moth (Galleria mellonella), and it can thus be used for a greater variety of assays, such as repeated sampling of the same individual, growth measurements, and tissue sampling. Yet their occasional use in research has led to a minimally documented set of rearing methods. To facilitate further adoption of this insect model, we expanded on previously reported protocols and developed our own rearing methods, which we report here. Our protocol requires little specialized equipment, with a cost less than $100/month for the feeding and maintenance of a laboratory colony of about five hundred larvae of differing instar phases. The low cost generalized equipment and supplies, and the simplification of the standardized protocols allows for an easy entry point for rearing tobacco hornworm populations. We also describe a few methods that are relevant to the uses of these organisms as infection models.

著者: Emma K. Spencer, Craig R. Miller, James Bull

最終更新: 2024-12-21 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.18.629232

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.18.629232.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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