変態発生制御のシグナル回路と形態異常感受性に関する研究

• Project/Area Number: 17H03867
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Aquatic life science
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 鈴木 徹 東北大学, 農学研究科, 教授 (70344330)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 酒井 義文 東北大学, 農学研究科, 准教授 (10277361) ; 田川 正朋 京都大学, 農学研究科, 准教授 (20226947) ; 横井 勇人 東北大学, 農学研究科, 助教 (40569729)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000); Fiscal Year 2020: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2019: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2018: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2017: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: 水産増養殖 / 異体類 / 変態 / 発生 / 体色異常 / 骨異常 / 左右非対称性形成 / 水産学 / 発生・分化 / 発現制御 / トランスクリプトーム解析

Outline of Annual Research Achievements

私達は，これまで異体類の発生とその内分泌調節について検討し，変態に伴う眼球移動や左右非対称な体色形成、骨形成はレチノイン酸(RA)，甲状腺ホルモン，コルチゾル等の内分泌シグナルにより制御され，種苗の形態異常(眼位や体色異常，骨異常)は，これらシグナル回路の攪乱によって発生することを示唆している。本研究では，飼育技術と育種の両面から健苗育成に貢献することを目的として、これまでの研究を発展し，変態を調節するシグナル回路を解明した上で，種苗で頻発する無眼側黒化の発生原因となるシグナル回路の乱れを究明し、さらに無眼側黒化のリスク遺伝子を特定することをめざす。本年度は、ヒラメ・カレイ類の変態期に起こる有眼側限定的な色素胞の分化の発生制御機構を解明することに成功した。すなわち色素胞の前駆細胞は、変態期初期に幹細胞に近い状態で脊髄周辺に発生する。この時、幹細胞は、神経堤細胞のマーカー遺伝子であるSox10を発現し、このSox10の発現誘導にWntシグナルが働くことが明らかになった。脊髄周辺で分化したSox10陽性幹細胞は、脊髄から伸びる神経軸索に沿って背鰭基部に到達し、さらにそこから伸びる神経に沿って左右の皮膚に移動する。幹細胞から色素胞への分化はRA依存的であり、無眼側ではRAの分解酵素であるcyp26bが強発現して色素胞の分化が抑制され、有眼側のみ着色することを明らかにした。RA合成酵素は変態期に腸管上皮で強発現することから、腸管で合成されたRAは血流を介して体全体に拡散して色素胞の分化を誘導するが、無眼側ではcyp26bにより分解されることで色素分化に左右差が発生することが示唆された。
無眼側黒化のリスク遺伝子を特定するための基盤整備として、ヒラメのほぼ全遺伝子について、cDNAの塩基配列を解読し、塩基配列の一塩基多型の情報を得るために複数個体のcDNA塩基配列を取得した。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Developmental regulatory system of ocular‐side‐specific asymmetric pigmentation in flounder: Critical role of retinoic acid signaling. (2020)
  • Author(s): Qiran Chen, Kota Sato, Hayato Yokoi, Tohru Suzuki
  • Journal Title: Journal of Experimental Zoology-B Molecular and Developmental Evolution Volume: 334 Issue: 3 Pages: 156-167
  • DOI: 10.1002/jez.b.22934
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mother-to-embryo vitellogenin transport in a viviparous teleost Xenotoca eiseni (2019)
  • Author(s): Iida Atsuo、Arai Hiroyuki N.、Someya Yumiko、Inokuchi Mayu、Onuma Takeshi A.、Yokoi Hayato、Suzuki Tohru、Hondo Eiichi、Sano Kaori
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences Volume: 116 Issue: 44 Pages: 22359-22365
  • DOI: 10.1073/pnas.1913012116
  • NAID: 120006731188
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Melatonin is a potential drug for the prevention of bone loss during space flight (2019)
  • Author(s): Ikegame Mika、7名、Sekiguchi Toshio、43名、Suzuki Nobuo
  • Journal Title: Journal of Pineal Research Volume: 67 Issue: 3 Pages: 1-13
  • DOI: 10.1111/jpi.12594
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Expression profiles of RA synthases and catabolic enzymes in newly hatched and metamorphosing larvae of Japanese flounder, Paralichthys olivaceus (2018)
  • Author(s): Chen Qiran、Yokoi Hayato、Suzuki Tohru
  • Journal Title: General and Comparative Endocrinology Volume: 269 Pages: 60-67
  • DOI: 10.1016/j.ygcen.2018.08.015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of Sox10-positive cells at the dorsal fin base of juvenile flounder that are correlated with blind-side skin ectopic pigmentation (2018)
  • Author(s): Togawa Mai、Endo Yuna、Suzuki Nobuo、Yokoi Hayato、Suzuki Tohru
  • Journal Title: Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution Volume: 330 Issue: 8 Pages: 427-437
  • DOI: 10.1002/jez.b.22842
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] External Asymmetry and Pectoral Fin Loss in the Bamboo Sole (Heteromycteris japonica): Small-Sized Sole with Potential as a Pleuronectiformes Experimental Model (2017)
  • Author(s): Chen Q, Takagi M, Mogi M, Kikuchi M, Saito Y, Nakamura S, Yokoi H, Seikai T, Uji S and Suzuki T
  • Journal Title: Zoolog Sci Volume: 34 Issue: 5 Pages: 377-385
  • DOI: 10.2108/zs170021
  • NAID: 40021336139
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analyses of the cellular clock gene expression in peripheral tissue, caudal fin, in the Japanese flounder, Paralichthys olivaceus (2017)
  • Author(s): M. Mogi, S. Yokoi, T. Suzuki,
  • Journal Title: General and Comparative Endocrinology Volume: 印刷中 Pages: 97-105
  • DOI: 10.1016/j.ygcen.2017.02.009
  • Peer Reviewed
• [Presentation] エレクトロポーレーションを用いたヒラメ稚魚内のSox10陽性色素前駆細胞の in vivo での可視化 (2020)
  • Author(s): 三宅みなと、横井勇人、鈴木徹
  • Organizer: 令和2年度日本水産学会春季大会
• [Presentation] ササウシノシタ仔魚におけるSox10陽性-色素前駆細胞の分布とWntアンタゴニストの影響 (2020)
  • Author(s): 佐藤 航大、宇治 督、横井 勇人、鈴木 徹
  • Organizer: 令和2年度日本水産学会春季大会
• [Presentation] 魚類の色素胞分化に関与する遺伝子dhfr-likeおよびhddの解析 (2020)
  • Author(s): 中村峻也、安齋賢、成瀬清、鈴木徹、横井勇人
  • Organizer: 令和2年度日本水産学会春季大会
• [Presentation] Immunohistochemical localization of glucocorticoid receptor (GcR; Nr3c1) in Japanese flounder larvae and juveniles (2020)
  • Author(s): Naomi Hadisumarto, Makine Tsuneta, Hayato Yokoi, Tohru Suzuki
  • Organizer: 令和2年度日本水産学会春季大会
• [Presentation] Critical role of RA signaling during the asymmetric pigmentation of metamorphosing Japanese flounder (2020)
  • Author(s): Qiran Chen, Kota Sato, Hayato Yokoi, Tohru Suzuki
  • Organizer: 令和2年度日本水産学会春季大会
• [Presentation] RNA-seq で明らかになった小型異体類、ササウシノシタの仔魚発生・変態期における遺伝子発現プロファイルの変化 (2019)
  • Author(s): 齋藤雄大、横井勇人、宇治督、鈴木徹
  • Organizer: 日本動物学会 第90回大会
• [Presentation] Distribution of Sox10-positive chromatophore progenitors and neurons in metamorphosing flounder larvae (2019)
  • Author(s): Suzuki T, Miyake, M, Sato K. Yokoi H
  • Organizer: 52nd annual meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists (JSDB) cosponsored by the Asia-Pacific Developmental Biology Network (APDBN)
• [Presentation] dhfr and hdd, genes involved in pigment cell differentiation isolated by transcriptome analysis of flounder metamorphosis (2019)
  • Author(s): Yokoi H., Nakamura S., Ansai S., Naruse K., Suzuki T
  • Organizer: 52nd annual meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists (JSDB) cosponsored by the Asia-Pacific Developmental Biology Network (APDBN)
• [Presentation] Immunohistochemical localization of glucocorticoid receptor (Nr3c1) in the brain of Japanese flounder (Paralichthys olivaceus) larva and juvenile (2019)
  • Author(s): Hadisumarto N, Tsuneta M., Yokoi H, Suzuki T
  • Organizer: 25th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
• [Presentation] Characterization of medaka dhfr-like and hdd, genes involved in pigment cell differentiation (2019)
  • Author(s): Yokoi H., Nakamura S., Ansai S., Naruse K, Suzuki T
  • Organizer: 25th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
• [Presentation] ヒラメの色素分化に関与する新規遺伝子の解析 (2019)
  • Author(s): 中村峻也、安齋賢、成瀬清、鈴木徹、横井勇人
  • Organizer: 平成31年度日本水産学会春季大会
• [Presentation] Transcriptome解析により明らかになったササウシノシタの変態に伴う遺伝子発現プロファイルの変化 (2019)
  • Author(s): 齋藤雄大、横井勇人、宇治督、鈴木徹
  • Organizer: 平成31年度日本水産学会春季大会
• [Presentation] RNA-Seq screening of up- and down-regulated genes by retinoic acid in metamorphosing flounder larvae (2019)
  • Author(s): Qiran Chen, Hayato Yokoi, Tohru Suzuki
  • Organizer: 平成31年度日本水産学会春季大会
• [Presentation] The bamboo sole (Heteromycteris japonica): A small-sized flatfish suitable as a laboratory model for metamorphic development in the Pleuroneciformes (2018)
  • Author(s): Kikuchi M., Saito Y., Stickney BJK., Chen Q., Yokoi H, Uji S, Suzuki T
  • Organizer: 24th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Genes involved in pigment cell differentiation isolated by gene expression profiling of flounder metamorphosis (2018)
  • Author(s): Yokoi H, Nakamura S, Cal L, Rotllant J, Suzuki T
  • Organizer: 24th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ササウシノシタ（Heteromycteris japonica）仔魚における鰭神経回路の発生と色素前駆細胞の局在 (2018)
  • Author(s): 菊池 美希、齋藤 雄大、遠藤 優女、陳 其然、横井 勇人、宇治 督、鈴木 徹
  • Organizer: 日本動物学会第89回大会
• [Presentation] ヒラメ下垂体における時計遺伝子と内分泌関連遺伝子の発現リズムに関する解析 (2018)
  • Author(s): 丹羽祥太、茂木淳、横井勇人、鈴木徹
  • Organizer: 平成30年度日本水産学会春季大会
• [Presentation] 変態期ヒラメのRNA-seq解析で単離された色素胞分化に関与する遺伝子の解析 (2018)
  • Author(s): 横井勇人、Laura Cal、Josep Rotllant、鈴木徹
  • Organizer: 平成30年度日本水産学会春季大会
• [Presentation] Rhythmic per2 expression at the suprachiasmatic nucleus of the Japanese flounder, Paralichthys olivaceus, and its implications for circadian clock mechanism (2017)
  • Author(s): Tohru Suzuki, Makoto Mogi and Hayato Yokoi
  • Organizer: 18th International Congress of Comparative Endocrinology (ICCE18)
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] The analysis of the in vivo and in vitro expression of three clock genes, per2, per1, and cry1, in the caudal fin and the effects of cortisol administration on this expression (2017)
  • Author(s): Makoto Mogi, Hayato Yokoi and Tohru Suzuki
  • Organizer: 18th International Congress of Comparative Endocrinology (ICCE18)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Expression profile of RA-related genes during metamorphic development in Japanese flounder The 23nd Japanese medaka and zebrafish meeting (2017)
  • Author(s): Qiran Chen, Hayato Yokoi and Tohru Suzuki
  • Organizer: The 23nd Japanese medaka and zebrafish meeting
• [Presentation] Small-scale culture system of bamboo sole (Heteromycteris japonica), a small-sized species of the Pleuroneciformes, and its metamorphic external asymmetry and pectoral fin loss (2017)
  • Author(s): Tohru Suzuki, Qiran Chen, Susumu Uji, Hayato Yokoi
  • Organizer: 第50回日本発生生物学会大会
• [Presentation] トラフグの脊椎骨で椎間板様組織を構成する脊索のトランスクリプトーム解析 (2017)
  • Author(s): 鈴木 徹、明珍大志、横井勇人
  • Organizer: 第88回日本動物学会大会
• [Presentation] ヒラメの着色型黒化部に現れる黒色素胞の由来について (2017)
  • Author(s): 十川麻衣、松田直往、田川正朋、横井勇人、鈴木徹
  • Organizer: 平成30年度日本水産学会春季大会
• [Book] 魚類発生学の基礎．第11章 骨格の発生 (2018)
  • Author(s): 鈴木 徹
  • Total Pages: 13
  • Publisher: 恒星社厚生閣
• [Book] 魚類学の百科事典 クッパー胞 (2018)
  • Author(s): 鈴木 徹
  • Total Pages: 2
  • Publisher: 丸善出版
• [Book] 魚類学の百科事典 左右非対称性の発現 (2018)
  • Author(s): 鈴木 徹
  • Total Pages: 2
  • Publisher: 丸善出版
• [Book] 魚類の形は飼育環境で変わる－形態異常はなぜ起こるのか？ 12章 異体類における左右生異常を発生システムと遺伝子発現から追う (2017)
  • Author(s): 鈴木徹
  • Total Pages: 9
  • Publisher: 恒星社厚生閣