円口類ヌタウナギの体液調節機構：適応戦略を決定する分子基盤の解明に向けて
| Project/Area Number |
19K16178
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 44040:Morphology and anatomical structure-related
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
山口 陽子 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 助教 (70801827)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 円口類 / ヌタウナギ / 体液調節 / 内分泌系 / 塩分適応 / 環境適応 / 下垂体 / 心臓 / アミノ酸 / 後葉ホルモン / 腎臓 / 細胞・組織 / 進化 |
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| Outline of Research at the Start |
我々ヒトを含む脊椎動物の大半は、鰓や腎臓の働きにより、体内の水分とイオンのバランスを常に一定に保つ「調節型」生物である。この体液調節能力の起源を明らかにするため、現生脊椎動物で唯一、体液組成が海水と等しい「順応型」のヌタウナギに着目する。ヌタウナギの鰓・腎臓および筋肉で、各種物質輸送に関わる分子群やホルモン受容体の局在パターンを調べ、個体レベル（鰓・腎臓）および細胞レベル（筋肉）での体液調節機構を検証する。これにより、「調節型」と「順応型」の違いを生み出す分子基盤を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、円口類ヌタウナギにおける個体・細胞レベルの体液調節機構とその内分泌制御について検証することを目的とする。昨年度までに、既知の体液調節関連機能分子群のホモログをヌタウナギで同定し、特に下垂体後葉ホルモン受容体の組織局在や分子・機能進化に関して研究を進めてきた。本年度は上記の成果を論文として国際学術雑誌に発表し、掲載巻の表紙を飾るカバーアートに選出された。
並行して、環境塩分濃度と体液調節関連分子の発現量に関する解析を進めた。１）血中の主要なオスモライトであるNa+およびCl-の輸送に関わる分子群、および２）細胞レベルの浸透圧調節に重要なアミノ酸輸送体群に着目し、異なる塩分濃度（70%、100%および140%海水）に馴致した計18個体（6個体／群）の鰓、腎臓および筋肉のmRNA-Seq結果にから、各分子の遺伝子発現レベルとそれに対する環境塩分濃度の影響を調べた。１）について、他の動物種では鰓や腎臓にsolute carrier family 12（SLC12）に属する輸送体群（特にSLCA1-A3）が発現し、塩類輸送において主要な役割を果たす。ヌタウナギも同輸送体群をもつが、発現レベルが極端に低く、ほぼ機能していないことが示唆された。一方で、その他の塩類輸送体の中には、鰓や腎臓で高発現するものもあり（上皮性ナトリウムチャネルやSLC26A6など）、ヌタウナギの鰓や腎臓が、これまで考えられていたよりも複雑な塩類輸送システムを備えることが示された。この結果は「ヌタウナギの体液調節戦略は祖先的な形質である」という従来の見解に一石を投じる。２）については、複数のアミノ酸輸送体の動態から、ヌタウナギが環境水（鰓）および原尿（腎臓）からアミノ酸を吸収する能力をもち、各組織におけるアミノ酸吸収量が環境塩分濃度依存的に変化することが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度の研究成果の論文発表を控えているほか、鰓と腎臓における各種機能分子の組織内局在について追加解析を予定しているため（「今後の研究の推進方策」参照）。本研究は当初、2021年度を最終年度とする3カ年で計画していたが、進捗状況を鑑みて、昨年度に引き続き補助事業期間の延長を申請した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の成果を基にして、鰓と腎臓における各種機能分子の組織内局在をISHで調べる。本来この内容は2022年度中に実施する予定だったが、同年度前半に研究代表者が体調を崩して進捗が停滞したため叶わなかった。並行して、2022年度の研究成果をまとめた論文の投稿を予定している。
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Report
(4 results)
Research Products
(8 results)
