潮汐性産卵リズムに関わる水圧情報伝達の脳内経路の解明
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19J12059
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 40030:Aquatic bioproduction science-related
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
宇田川 伸吾 琉球大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 潮汐性産卵 / 水圧 / ベラ類 / 魚類生理学 / 情報伝達 / サンゴ礁魚類 / 潮汐性産卵リズム / 静水圧 |
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| Outline of Research at the Start |
温帯域に生息する魚類では、繁殖や摂餌に関わる活動は、光・水温などの外部環境と密接に結びついている。産卵期には満潮付近で毎日産卵を繰り返すベラ科のミツボシキュウセンは水圧刺激から受け取る潮汐情報が本種の潮汐性産卵リズムに極めて重要だと考えられている。本研究では、ミツボシキュウセンにおける潮汐性産卵リズムを制御する脳内の水圧情報伝達経路を解明するために、水圧刺激を受容する器官の特定水圧付加・水圧刺激によって発現変動する遺伝子の探索・水圧情報伝達に関わる脳内神経の解明に取り組んでいく。潮汐情報が内的因子に変換される経路を明らかにする事で魚類の生理メカニズムの仕組みの理解を進めるものである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、満潮付近で毎日産卵するミツボシキュウセンを実験材料に用い、潮汐性産卵リズムを制御する脳内の水圧情報伝達経路を解明するために水圧情報を刺激として認識する「入力系」と受容した情報を内因性のリズムへと変換する「情報処理」がどこで、どのように行われているのかを明らかにすることを目的としている。本年度では下記のことを行った。
【課題1】水圧刺激を受容する器官を特定するために抗生剤処理による側線器官の機能阻害を行った後、水圧刺激を6時間付加した魚の脳からモノアミン量を測定した。その結果、未処理の群で脳内モノアミンが変動した一方で、処理群では脳内モノアミン量の変化は確認されなかったことから、側線は水圧刺激の受容に関わる器官の一つであると考えられた。
【課題2】水圧関連遺伝子の発現解析を行うためにトランスクリプトーム解析で明らかとなっている水圧関連遺伝子の発現をリアルタイム定量PCRで測定した。その結果、MAPキナーゼ・神経発達・ホルモン分泌に関わる遺伝子が変動していた。また、潮汐性産卵リズムを持つが他種のベラ科魚類であるホンベラにおいても確認したところ、MAPキナーゼを含むいくつかの遺伝子は同様に変化していた。
【課題3】水圧付加によって活性化される脳領域を特定するために、初期応答遺伝子のひとつであるArcタンパク質を神経活動マーカーとして免疫組織学的手法で局在を調べた。その結果、水圧付加によって視蓋域（PGZ 及びSWGZ）が活性化されることが分かった。
本研究で得られた結果をまとめると、ミツボシキュウセンにおいて水圧刺激は側線から視蓋へと伝達されることが分かった。この水圧情報によって脳内でMAPキナーゼ、神経発達、ホルモン分泌に関わる遺伝子が変動することで、脳内モノアミンや生殖腺の最終成熟に関わるホルモンが合成・分泌され、本種の潮汐性産卵が誘導されると考えられた。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
