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硬骨魚類の陸生化に伴う飲水行動制御機構の進化

Research Project

Project/Area Number 16J01114
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Morphology/Structure
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

片山 侑駿  東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords飲水行動 / トビハゼ / 塩分嗜好性 / アンジオテンシンⅡ / ナトリウム利尿ペプチド / 渇き / 内分泌学 / 臓性感覚 / 硬骨魚類
Outline of Annual Research Achievements

陸上動物や海生硬骨魚は乾燥や高浸透圧環境により、水分を失う。これを補うために、動物は飲水行動を行う。昨年度までの研究により、両生魚のトビハゼに哺乳類で見られるような、口腔の乾燥によって渇きが起こる機構があることがわかった。また、本研究によってトビハゼの口腔内で水を感知する機構が飲水行動の制御に重要であることがわかったので、その分子機構を解明することを試みた。淡水から海水まで異なる浸透圧環境の水を口に含ませられる水槽を製作し、その中でトビハゼがどの塩分の水を好んで吸水するか、すなわち塩分嗜好性を調べた。その結果、トビハゼは平均すると半海水の塩分濃度を好むことがわかった。次に、ホルモンによる塩分嗜好性の変化を調べたところ、アンジオテンシンによって塩分嗜好性が増加する一方、ナトリウム利尿ペプチドを投与しても塩分嗜好性は変化しなかった。同時にトビハゼの血中ナトリウム濃度の変化も調べたが、これらのホルモンの投与による有意な変化は見られなかった。これらのことから、トビハゼ口腔内に塩分を感知する機構があることが示唆された。近年、哺乳類やショウジョウバエにおいて塩味や酸味に関わるイオンチャネルが口腔内の水の受容にも関わることが示唆されているので、トビハゼにおいてもイオンチャネルが渇きの感覚に関与している可能性が考えられる。次なる課題としてはトビハゼが海水中のどのイオンに反応して吸水行動を行っているのかを調べる必要がある。また、口腔内に発現しているイオンチャネルなどの遺伝子を特定するためにトランスクリプトーム解析も現在行なっている。これらの研究から、トビハゼの飲水行動制御機構の全貌が明らかとなりつつある。本研究は、脊椎動物における陸生化にともなう渇きの進化を考える上で、ホルモンの脳に対する作用だけでなく、口腔内の水およびイオンの受容機構の重要性を示唆した点で意義深い。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Drinking by amphibious fish: convergent evolution of thirst mechanisms during vertebrate terrestrialization2018

    • Author(s)
      Katayama Yukitoshi、Sakamoto Tatsuya、Saito Kazuhiro、Tsuchimochi Hirotsugu、Kaiya Hiroyuki、Watanabe Taro、Pearson James T.、Takei Yoshio
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Issue: 1 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-017-18611-4

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] アンジオテンシンIIに惹起されるトビハゼ飲水行動の可視化2017

    • Author(s)
      〇片山侑駿、坂本竜哉、竹井祥郎、兵藤晋
    • Organizer
      第26回日本行動神経内分泌学研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] トビハゼのユニークな飲水行動から口腔内浸透圧受容機構の解析へ2017

    • Author(s)
      〇片山侑駿、竹井祥郎、兵藤晋、坂本竜哉
    • Organizer
      第88回日本動物学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Area postrema in hindbrain is the regulatory site of drinking behavior in amphibious mudskipper2016

    • Author(s)
      Katayama Yukitoshi, Sakamoto Tatsuya and Takei Yoshio
    • Organizer
      The joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology and the 87th Meeting of the Zoological Society of Japan
    • Place of Presentation
      Ginowan, Okinawa, Japan
    • Year and Date
      2016-11-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Thirst accompanied by water drive is induced by angiotensin II in the mudskipper2016

    • Author(s)
      Katayama Yukitoshi, Kusakabe Makoto, Sakamoto Tatsuya, Kobayashi Yasuhisa, Saito Kazuhiro and Takei Yoshio
    • Organizer
      8th international symposium on fish endocrinology
    • Place of Presentation
      Gothenburg, Sweden
    • Year and Date
      2016-06-28
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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