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魚類の摂餌行動に関与するpH感受性の分子細胞基盤の解明

Research Project

Project/Area Number 17K07943
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Aquatic life science
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

池永 隆徳  鹿児島大学, 理工学域理学系, 准教授 (50553997)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 清原 貞夫  鹿児島大学, その他部局等, 理事 (50117496)
塩崎 一弘  鹿児島大学, 農水産獣医学域水産学系, 准教授 (70390896)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsゴンズイ / in situ hybridization / トランスクリプトーム解析 / 脳 / c-fos / トランスクリプトーム / 感覚系 / 神経生物学 / 摂餌行動 / 受容体
Outline of Annual Research Achievements

底棲性の海産真骨魚類であるゴンズイは海水の僅か0.1のpHの変化を感知し、これをゴカイなどの底質中の餌の探索に利用する。本研究では、この鋭敏なpH感受性を担う細胞や神経、および受容体を明らかにすることを目的としている。感覚刺激に対する細胞の応答は、生きた標本を用いた生理学的手法の他に、固定した標本においてc-fos遺伝子などの最初期遺伝子の発現を指標とする方法が利用されている。本年度はまずゴンズイのc-fos遺伝子のプローブを用いたin situ hybridization法を継続して実施した。脳における神経活動を引き起こすためにペンチレンテトラゾール(PTZ) でゴンズイを処理した個体と、未処理の個体におけるc-fos遺伝子の発現をin situ hybridization法で検出した。PTZで処理したゴンズイでは終脳、間脳、視蓋、小脳、延髄など、脳の広い範囲でc-fos遺伝子を発現する細胞の数が増えている傾向が見られた。それぞれの脳領域でc-fosを強く発現する神経核や領域を同定した。また、脳から抽出したmRNAを用いたトランスクリプトーム解析のデータより、神経活動マーカーとして知られているegr-1、およびnpas4遺伝子の発現についても同様に解析した。その結果、PTZで処理した個体の脳において、より多くの細胞でこれらの遺伝子の発現が発現している傾向がみられた。また、今回試験した3種類の遺伝子で、種類ごとに強く発現する脳の部位が異なっていた。以上の結果から、ゴンズイの脳においても複数の最初期遺伝子の発現を神経活動の指標とすることができると考えられる。さらに、トランスクリプトーム解析のデータより、グルタミン酸、およびGABA作動性ニューロンのマーカーであるvglut2.1とgad1、2遺伝子の発現についてもin situ hybridization方によって解析した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

今年度は実験室のある建物の改修工事が行われることになり、それに伴って一時的に研究室が移転することになったが、動物飼育のための専用のスペースの確保が困難であったため、年間を通じてゴンズイの飼育を安定した状態で行うことが難しかった。このため、感覚刺激に対する神経系の応答を検討する実験が十分に行えなかったため、現在までの進捗状況をやや遅れているとした。しかしながら、トランスクリプトーム解析のデータをもとにvglut2.1やgad1、2といった神経伝達物質のマーカーとなる遺伝子の脳での発現を検出することができ、このような手段は今後ゴンズイの神経系において特定の遺伝子がどのような細胞で発現しているかを解析していくために有益である。

Strategy for Future Research Activity

触鬚における味覚の一次中枢である延髄の顔面葉において強い発現を示す遺伝子マーカーを用いて、味覚及び低pH刺激に応答する神経細胞の検出を行う。また、トランスクリプトーム解析によって得られたデータから、触鬚で発現する味覚受容体について検討する。

Report

(3 results)
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report

Research Products

(13 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article Presentation Book

  • [Journal Article] A lambda-shaped retractor lentis muscle in the yellowfin gobyAcanthogobius flavimanus2019

    • Author(s)
      Miyazaki Taeko、Kato Akari、Ikenaga Takanori、Hagio Hanako、Yamamoto Naoyuki
    • Journal Title

      Journal of Morphology

      Volume: 280 Pages: 526-533

    • DOI

      10.1002/jmor.20961

    • Related Report
      2019 Research-status Report 2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gold Nanorod-tags in Mucous Membrane of a Zebrafish2019

    • Author(s)
      Inoue Yuki、Niihara Ohji、Rabor Janice B.、Ikenaga Takanori、Kasai Masanori、Niidome Yasuro
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 48 Issue: 12 Pages: 1488-1491

    • DOI

      10.1246/cl.190639

    • ISSN
      0366-7022, 1348-0715
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Imaging mass spectrometry of gold nanoparticles in a tissue section as an immunohistochemical staining mass probe2019

    • Author(s)
      Muko D, Ikenaga T, Kasai M, Rabor JB, Nishitani A, Niidome Y
    • Journal Title

      Journal of Mass Spectrometry

      Volume: 54 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1002/jms.4290

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Distribution, Innervation, and Cellular Organization of Taste Buds in the Sea Catfish, Plotosus japonicus2017

    • Author(s)
      Nakamura T, Matsuyama N, Kirino M, Kasai M, Kiyohara S, Ikenaga T
    • Journal Title

      Brain, Behavior and Evolution

      Volume: 89 Pages: 209-218

    • DOI

      10.1159/000471758

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Suppression of Neu1 sialidase delays the absorption of yolk sac in medaka (Oryzias latipes) accompanied with the accumulation of α2-3 sialo-glycoproteins2017

    • Author(s)
      Sena Ryuzono, Ryo Takase, Yuko Kamada, Takanori Ikenaga, Petros Kingstone Chigwechokha, Masaharu Komatsu, Kazuhiro Shiozaki
    • Journal Title

      Biochimie

      Volume: 135 Pages: 63-71

    • DOI

      10.1016/j.biochi.2017.01.008

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Diversity of serotonergic cells in the taste bud of fish2019

    • Author(s)
      Takanori Ikenaga, Minaki Tsuji, Tatsufumi Nakamura, Tatsushi Tajiri, Sadao Kiyohara
    • Organizer
      2019 J.B. Johnston Club for Evolutionary Neuroscience Annual Meeting
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Histological analysis of the cerebellum of Polypterus senegalus2019

    • Author(s)
      Takanori Ikenaga, Rinko Shimomai, Kazumasa Matsumoto, Satoru Kimura
    • Organizer
      Neuroscience 2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 真骨魚類の体表における味蕾の分布2019

    • Author(s)
      池永隆徳,中村達史,鶴薗悠暉,清原貞夫
    • Organizer
      平成31年度日本水産学会春季大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] キンギョの摂餌行動とその神経基盤の解析2018

    • Author(s)
      池永隆徳,鈴あゆみ,前田雄大
    • Organizer
      第71回日本動物学会九州支部大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Histological analysis of the cerebellum of ancestral actinopterygian fish, Polypterus senegalus2018

    • Author(s)
      Takanori Ikenaga, Rinko Shimomai, Kazumasa Matsumoto, Akihisa Takeuchi
    • Organizer
      日本比較生理生化学会第40回神戸大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ゴンズイのc-fos遺伝子のクローニングと発現解析2018

    • Author(s)
      山田大智,塩崎一弘,加藤太一郎,清原貞夫,池永隆徳
    • Organizer
      平成30年度日本水産学会九州支部大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 魚類の味蕾におけるセロトニン免疫陽性細胞の形態と分布2017

    • Author(s)
      池永隆徳,辻美奈希,中村達史,清原貞夫
    • Organizer
      第12回 水棲動物の行動と神経系シンポジウム
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Book] Zebrafish, Medaka, and Other Small Fishes2018

    • Author(s)
      Takanori Ikenaga, Sadao Kiyohara (Hiromi Hirata, Atsuo Iida eds)
    • Total Pages
      315
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      9789811318788
    • Related Report
      2018 Research-status Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-01-27  

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