ヒラメ・カレイの左右非対称性形成の制御機構の解明

• Project/Area Number: 09J06155
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: General fisheries
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 鷲尾 洋平 東北大学, 大学院・農学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2012: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2011: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2010: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2009: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 左右非対称性形成 / pitx2 / SB431542 / Nodal経路 / 変態 / ヒラメ / 色素胞前駆細胞 / 異体類 / pax6 / gch2 / 手網核 / 黒色素胞 / 分子生物学 / 電気分解殺菌海水(電解海水) / 神経投射

Research Abstract

ヒラメ・カレイの変態後の頭部左右性形成の傾き方向の決定には「左手綱核のNodal経路遺伝子pitx2の特異的発現」が関与している。ヒラメ体節期胚をNodal受容体阻害剤SB431542により一過的に浸漬処理した。これらの個体では孵化前後のNodal経路遺伝子の左体側特異的発現が完全に抑制されており、その後の心臓や腸の捻転方向といった左右性がランダム化した。浸漬仔魚を変態が完了するまで常法で飼育したところ、20%の変態中仔魚では左間脳手綱核におけるpitx2が正常に発現したが、80%の仔魚では発現が消失していた。また変態後の稚魚の60%が正常な左ヒラメ、40%が眼位逆位すなわち右ヒラメとして発生していた。このうち正常にpitx2を発現した20%の個体は正常な左ヒラメとなり、発現が消失した80%の個体は眼球の偏りを一方向へと指定するスイッチ機構が働かなくなり、半分の40%は右ヒラメ、残りの半分は左ヒラメへと変態したと推察している。以上の実証実験は胚期における左右軸決定因子が数週間という時間を隔たり、変態時に眼位の偏り方向を指定するために再度機能するという異体類特有のメカニズムが存在することを強く示唆している。
ヒラメ・カレイの非対称な体色は、成魚型色素胞前駆細胞の左右非対称な分化によって顕在化すると推察されていたが、非対称な分化のタイミングや前駆細胞の遊走経路は不明であった。変態中仔魚の鰭基部および体幹部筋肉間(筋間中隔)の細胞を蛍光色素により標識しその遊走を観察し、色素合成酵素の遺伝子発現により分化過程を観察した。その結果、変態完了以前の有眼側体幹内部を遊走中の前駆細胞が色素の生合成を始動した段階で既に体側部の左と右の違いが生じている事が明らかになった。本実験は体幹部の深部における前駆細胞の挙動が有眼側と無眼側で異なることを示した初めての例である。

Research Products

• [Journal Article] Ocular-Side Lateralization of Adult-Type Chromatophore Precuisors : Development of Pigment Asymmetry in Metamorphosing Flounder Larvae (2013)
  • Author(s): 鷲尾洋平, 有瀧真人, 藤浪祐一郎, 清水大輔, 横井勇人, 鈴木徹
  • Journal Title: Journal of Experimental Zoology Part B : Molecular and Developmental Evolution Volume: (Epub ahead of print)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Continuous illumination through larval development suppresses dopamine synthesis in the suprachiasmatic nucleus, causing activation of α-MSH synthesis in the pituitary and abnormal metamorphic skin pigmentation in flounder. (2012)
  • Author(s): 伊藤香絵, 鷲尾洋平, 藤浪祐一郎, 清水大輔, 横井勇人, 宇治督, 鈴木徹
  • Journal Title: General and Comparative Endocrinology Volume: 176 Issue: 2 Pages: 215-221
  • DOI: 10.1016/j.ygcen.2012.01.017
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Staging of initial pepsinogen and chitinase expression and complete gastric gland development within the larval stomach of Japanese flounder, spotted halibut, seven-band grouper and greater amberjack (2011)
  • Author(s): Xiaoming Wu/Youhei Washio, et al
  • Journal Title: Aquaculture Volume: 314 Issue: 1-4 Pages: 165-172
  • DOI: 10.1016/j.aquaculture.2011.02.002
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Metamorphic pitx2 expression in the left habenula correlated with lateralization of eye-sideness in flounder. (2009)
  • Author(s): Suzuki, Tohru/Washio, Youhei, et al
  • Journal Title: Development, growth & differentiation. 51(9) Pages: 797-808
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ヒラメ仔魚における色素胞前駆細胞の体幹正中部から体表への移動経路と左右差形成 (2013)
  • Author(s): 鷲尾洋平
  • Organizer: 日本水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学品川キャンパス
  • Year and Date: 2013-03-29
• [Presentation] 胚期に行ったノダル抑制剤処理によって発生するヒラメの眼位逆位 (2013)
  • Author(s): 鷲尾洋平
  • Organizer: 日本水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学品川キャンパス
  • Year and Date: 2013-03-29
• [Presentation] Localization of the precursor cells of adult-type chromatophores in the ocular side precedes asymmetric body coloration in metamorphosing flounder larvae (2012)
  • Author(s): 鷲尾洋平
  • Organizer: 日本発生生物学会 第45回大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
  • Year and Date: 2012-05-29
• [Presentation] 異体類の成体型色素胞前駆細胞の左右非対称な出現パターン (2012)
  • Author(s): 鷲尾洋平
  • Organizer: 日本水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学品川キャンパス
  • Year and Date: 2012-03-27
• [Presentation] オキシダント処理海水によってヒラメの体色と皮膚構造の左右差形成は阻害される (2011)
  • Author(s): 鷲尾洋平
  • Organizer: 日本水産学会秋季大会
  • Place of Presentation: 長崎大学
  • Year and Date: 2011-09-29
• [Presentation] Analysis on the relationship between asymmetric expression of pax6 in the habenulae and the Nodal pathway in flounder (2011)
  • Author(s): 鷲尾洋平
  • Organizer: 日本発生生物学会第44回大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター
  • Year and Date: 2011-05-19
• [Presentation] Expression analysis of nervous system marker genes reveals unique asymmetry formation of diencephalon in flounder larvae, correlated with one eye migration (2010)
  • Author(s): 鷲尾洋平
  • Organizer: 日本分子生物学会年会第33回大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] ヒラメ手綱核における左右性形成メカニズム解明のための神経マーカー遺伝子の発現解析 (2010)
  • Author(s): 鷲尾洋平
  • Organizer: 平成22年度日本水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 日本大学生物資源科学部本館
  • Year and Date: 2010-03-27
• [Presentation] Novel aspect of flounder brain sidedness revealed by expression analyses of nervous system marker genes. (2010)
  • Author(s): 鷲尾洋平
  • Organizer: 日本発生生物学会第43回大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
• [Presentation] L-R asymmetry formation of cephalic nerve tissues during eye migration in flounder larvae. (2009)
  • Author(s): 鷲尾洋平
  • Organizer: 日本発生生物学会 第42回大会
  • Place of Presentation: 新潟コンベンションセンター(朱鷺メッセ)
  • Year and Date: 2009-05-30