Elucidation and application of the plant preference mechanism in herbivorous fish

• Project/Area Number: 18K14508
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 40030:Aquatic bioproduction science-related
• Research Institution: Tokyo University of Marine Science and Technology
• Principal Investigator: 石川 雄樹 東京海洋大学, 学術研究院, 博士研究員 (50638004)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: ソウギョ / 草食性 / 嗜好性 / カルシウムイメージング / 味覚 / 味覚受容体 / 近赤外蛍光イメージング法 / カルシウムイメージング法 / 草食性魚類 / 近赤外蛍光イメージング

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，草食性魚類の植物選択的な食嗜好性の発現機構について明らかにすることを目的として研究を行った．
前年度の検討において，ゼブラフィッシュの味覚受容体発現である組織であるmaxillary barbel(ひげ組織)を摘出し培養用ウェルプレート上に接着させることで味質応答機能を有したまま培養維持できることを明らかにした．今年度はまずこの方法がソウギョにおいても適用可能か検討した．
麻酔下のソウギョから味蕾を含む組織である口唇の一部を切り出し，次亜塩素酸ナトリウム溶液中で減菌後ゼブラフィッシュと同様の方法で培養を試みたところ，培養2-3日目に組織片から培養プレート底面への細胞の進展・接着が認められ，定着した細胞に対しカルシウムイメージング法による呈味成分への応答性を評価したところ，一部のアミノ酸で応答挙動を示す細胞が認められた．
また草食選択性機構への関与が考えられる分子を網羅的に明らかにすることを目的として，口唇上皮組織と，舌から咽頭部分の上皮組織をそれぞれ剥離し，RNA-Seq解析に供しデータを取得した．
今年度の期間中には残念ながらソウギョの植物認識成分を特定することができなかったものの，本課題内で確立したソウギョへの近赤外イメージング法による摂食選択性評価法に加え，カルシウムイメージング法による末梢レベルでの細胞応答測定を組み合わせることで，草食性に関わる成分を絞りこみ特定してゆくために必要な基盤を整えることができた．得られた発現データについても両組織間の発現差異およびデータベース上に登録されているソウギョ別組織との発現差異を比較することで特異的発現を示す遺伝子群を明らかにしていくことが今後の課題である．

Research Products

• [Journal Article] Leptin promotes the fat preference associated with low-temperature acclimation in mice (2020)
  • Author(s): Nagasaka Reiko、Nakachi Hazuki、Onodera Yuka、Ishikawa Yuki、Ohshima Toshiaki
  • Journal Title: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry Volume: 84 Issue: 6 Pages: 1250-1258
  • DOI: 10.1080/09168451.2020.1732186
  • Peer Reviewed
• [Presentation] The putative ergothioneine transporter of Salmonidae: Gene expression and development of universal primer across certain trout and salmon species (2020)
  • Author(s): Lalitphan Kitsanayanyong，Yuki Ishikawa，Tomoyuki Koyama，Reiko Nagasaka，Toshiaki Ohshima
  • Organizer: 令和3年度日本水産学会春季大会
• [Presentation] エルゴチオネインがニジマス死後硬直時間に及ぼす影響 (2020)
  • Author(s): 伊藤雅治，谷田陵，石川雄樹，大島敏明
  • Organizer: 令和3年度日本水産学会春季大会
• [Presentation] ローズマリー抽出物の経口投与によるコイのDactylogyrus minutusの防除に関する研究 (2020)
  • Author(s): 鳥飼昇平，石川雄樹，大島敏明，二見邦彦，舞田正志，片桐孝之
  • Organizer: 令和2年度日本魚病学会春季大会
• [Presentation] ゼブラフィッシュにおける水温によるアミノ酸嗜好性の変化 (2019)
  • Author(s): 林風咲子，石川雄樹，長阪玲子
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 乳酸による食嗜好性の変動 (2019)
  • Author(s): 末武綾子，長阪玲子，石川雄樹
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 沖縄県産アオリイカのイカスミの女性ホルモン様作用について (2019)
  • Author(s): 小田部里紗，金城春菜，石川雄樹，長阪玲子
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 腸内細菌叢と食嗜好性の関連についての探求 (2019)
  • Author(s): 宇賀神道彦，永野夢紡，石川雄樹，長阪玲子
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会
• [Presentation] S-Adenosyl-L-methionineの麹菌発育促進効果 (2019)
  • Author(s): 佐々木駿祐，倉橋敦，藤井力，金井宗良，石川雄樹，大島敏明
  • Organizer: 第１９回糸状菌分子生物学コンファレンス
• [Presentation] 環境温度による腸内細菌叢変動が及ぼす食嗜好制御機構の探索 (2019)
  • Author(s): 宇賀神道彦，永野夢紡，石川雄樹，長阪玲子
  • Organizer: 第4回食欲・食嗜好の分子・神経基盤研究会
• [Presentation] Organic cation transporter-like protein gene expression in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) fed on ergothioneine-rich mushroom extract (2019)
  • Author(s): KITSANAYANYONG Lalitphan, PAHILA Jade Go, ISHIKAWA Yuki, NAGASAKA Reiko, KOYAMA Tomoyuki , OHSHIMA Toshiaki
  • Organizer: 平成31年度日本水産学会春季大会
• [Presentation] ゼブラフィッシュにおける絶食による炭水化物嗜好性の亢進 (2018)
  • Author(s): 林風咲子, 末武綾子, 石川雄樹, 長阪玲子
  • Organizer: 第41回日本分子生物学会年会
• [Presentation] ニジマス筋初代培養細胞に分化促進作用を示す物質の探索 (2018)
  • Author(s): 笠原万有璃, 石川雄樹, 星剛流, 細田萌菜美, 長阪玲子
  • Organizer: 第41回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 絶食ゼブラフィッシュにおける食欲関連因子および嗜好性に関する研究 (2018)
  • Author(s): 林風咲子, 末武綾子, 石川雄樹, 長阪玲子
  • Organizer: 第3回食欲・食嗜好の分子・神経基盤研究会
• [Presentation] B16細胞におけるヘキサナール誘導性細胞内情報伝達に及ぼすMITF遺伝子ノックアウトの影響 (2018)
  • Author(s): 石川雄樹, 大島敏明, 潮秀樹
  • Organizer: 第41回日本分子生物学会年会
• [Remarks] 味覚研究特集 パート2（ＴＢＳラジオ「アフター6ジャンクション」10月7日）
  • URL: https://www.tbsradio.jp/417492
• [Remarks] こく味・うま味とは何か？ー味覚研究最前線ー（ＴＢＳラジオ「アフター6ジャンクション」3月18日）