ミジンコにおける生殖戦略としてのクオラムセンシングシステムの解明

• Project/Area Number: 20657008
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Ecology/Environment
• Research Institution: Osaka University (2009); National Institutes of Natural Sciences Okazaki Research Facilities (2008)
• Principal Investigator: 渡辺 肇 Osaka University, 工学研究科, 教授 (80212322)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2009: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000); Fiscal Year 2008: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
• Keywords: ミジンコ / 単為生殖 / 環境性決定 / オートインデューサー / クオラムセンシング

Research Abstract

ミジンコは環境に応じて異なった生殖戦略をとることが知られている。適切な環境下では、単為生殖によりメスがメスを産むことにより急速に増殖する一方で、個体密度の上昇、餌の枯渇、日照時間の短縮、水温の低下など、その生存環境が悪化した場合には生殖戦略は単為生殖から有性生殖へと変化する。この有性生殖においてはまずメスがオスを産生し、このオスと交尾したメスは耐久卵と呼ばれる特殊な卵を産生する。この耐久卵は長期の乾燥にも耐えることから、生存戦略上有利に働いていると考えられる。特に個体密度が上昇した場合に生殖戦略が変化することは、ミジンコがその個体密度を何らかの方法で感知していることを示唆している。すなわち微生物などでよく知られ研究が進んでいるクオラムセンシングに類似したシステムがミジンコにおいても存在している可能性がある。このセンシングシステムの実態を明らかにするために、耐久卵を人工的に産生する条件を設定し解析を行った。耐久卵をつくる割合についていくつかの系統のミジンコについて検討を行い、ベルギー由来のミジンコが高率で耐久卵をつくることを明らかにした。およそ10Lの水槽でミジンコを一定時間培養し、過密状態になるまで飼育し耐久卵の産生を誘導した。耐久卵を高頻度で産生した水槽から飼育水を回収し、固相法により抽出を行った。生理活性については、通常はオス産生かおきない濃度で培養したミジンコの飼育水に溶出画分を添加することにより評価した。その結果、高密度でミジンコを培養した飼育水には、オス産生を誘導するインデューサーの存在が示唆された。さらにこの物質の同定を目指して、より大きな水槽を用いて培養を行い、オス産生誘導成分の精製を進めた。現時点では最終的な画分に至らないものの、バイオアッセイ法と部分精製法を確立したことから最終的な画分まで精製をすすめ最終的にその物質の同定をめざしている。

Research Products

• [Journal Article] Introduction of foreign DNA into the water flea, Daphnia magna, by electroporation. (2010)
  • Author(s): Kato Y, Kobayashi K, Watanabe H, Iguchi T.
  • Journal Title: Ecotoxicology 19 Pages: 589-592
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sequence divergence and expression of a transformer gene in the branc hiopod crustacean, Daphnia magna. (2010)
  • Author(s): Kato Y, Kobayashi K, Oda S, Tatarazako N, Watanabe H, Iguchi T.
  • Journal Title: Genomics. 95
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of diethylstilbestrol on programmed oocyte death and induction of polyovular follicles in neonatal mouse ovaries. (2009)
  • Author(s): Kim H, Nakajima T, Haysahi S, Chambon P, Watanabe H, Iguchi T, Sato T.
  • Journal Title: Biol Reprod. 27 Pages: 1002-1009
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mono-(2-ethylhexyl) phthalate targets glycogen debranching enzyme and affects glycogen metabolism in rat testis (2009)
  • Author(s): C.Kuramori, Y.Hase, K.Hoshi kawa, K.Watanabe, T.Nishi, T.Hishiki, T.Soga, A.Nashimoto, Y.Kabe, Y.Yamaguchi, H.Watanabe K.Kataoka, M.Suematsu, H.Handa
  • Journal Title: Toxicol.Sci. 109 Pages: 143-151
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pax6-5a promotes neuronal differentiation of murine embryonic stem cells (2009)
  • Author(s): N.Shimizu, H.Watanabe, J.Kubota, J.Wua, R.Saitoa, T.Yokoia, T.Erad, T.Iwatsubo, T.Watanabe, S.Nishina, N.Azumag, T.Katada, H.Nishina
  • Journal Title: Biol Pharm.Bull. 32 Pages: 999-1003
  • NAID: 130000117177
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of diethylstilbestrol on ovarian follicle development in neonatal mice (2009)
  • Author(s): H. Kim, S. Hayashi, P. Chambon, H. Watanabe, T. Iguchi, T. Sato
  • Journal Title: Reprod. Toxicol. 27 Pages: 55-62
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular cloning and sexually dimorphic expression of DM-domain genes in Daphnia magna (2008)
  • Author(s): Y. Kato, K. Kobayashi, S. Oda, J. K. Colbourne, N. Tatarazako, H. Watanabe, T. Iguchi
  • Journal Title: Genomics 91 Pages: 94-101
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Linking molecular and population stress responses in Daphnia magna exposed to cadmium (2008)
  • Author(s): R. Connon, H. L. Hooper, R. M. Sibly, F. L. Lim, L. H. Heckmann, D. J. Moore, H. Watanabe, A. Soetaert, K. Cook, S. J. Maund, T. H. Hutchinson, J. Moggs, W. De Coen, T. Iguchi, A. Callaghan
  • Journal Title: Environ. Sci. Technol. 42 Pages: 2181-2188
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Activation of steroid and xenobiotic receptor (SXR, NR112) and its orthologs in laboratory, toxicological, and genome model species (2008)
  • Author(s): M. R. Milnes, A. Garcia, E. Grossman, F. Grun, J. Shiotsugu, M. M. Tabb, Y. Kawashima, Y. Katsu, H. Watanabe, T. Iguchi, B. Blumberg
  • Journal Title: Eviron. Health Perspect. 116 Pages: 880-885
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Estrogen receptor subtypes selectively mediate female mouse reproductive abnormalities induced by neonatal exposure to estrogenic chemicals (2008)
  • Author(s): T. Nakamura, Y. Katsu, H. Watanabe, T. Iguchi
  • Journal Title: Toxicology 253 Pages: 117-124
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transcriptome profiling in crustaceans as a tool for ecotoxico genomics (2008)
  • Author(s): H. Watanabe, K. Kobayashi, Y. Kato, S. Oda, R. Abe, N. Tatarazako, T. Iguchi
  • Journal Title: Cell Biol. Toxicol. 24 Pages: 641-647
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Developmental effects : estrogen induced vaginal changes and organotin induced adipogenesis (2008)
  • Author(s): T. Iguchi, H. Watanabe, Y. Ohta, B. Blumberg
  • Journal Title: Int. J. Androl. 31 Pages: 263-268
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] (2008)
  • Author(s): T. Iguchi, H. Watanabe, Y. Katsu
  • Journal Title: Toxicogenomics and ecotoxicogenomics : Studying chemical effects and basic biology in vertebrates and invertebrates." In : Toxicogenomics : A Powerful Tool for Toxicology Assessment(John Wiley & Sons) Pages: 143-158
• [Journal Article] (2008)
  • Author(s): H. Watanabe, K. Kobayashi, Y. Kato, S. Oda, R. Abe, N. Tatarazako, T. Iguchi
  • Journal Title: Genomic response in Daphnia to chemical pollutants." In : Interdis ciplinary Studies on Environmental Chemistry-Biological Response to Chemical Pollutants. Eds. Y. Murakami, K. Nakayama, S.-I. Kitamura, H. Iwata and S. Tanabe(TERAPUB) Pages: 133-142
• [Presentation] Epigenetic effect of endocrine disruptors (2010)
  • Author(s): Hajime Watanabe
  • Organizer: 14^<th> International Congress of Endocrinology
  • Place of Presentation: Kyoto, Japan
  • Year and Date: 2010-03-29
• [Presentation] Genomic Approaches for Evaluation of Chemicals Released into the Environment (2010)
  • Author(s): 渡邉肇
  • Organizer: フロンティア産業バイオシンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2010-02-09
• [Presentation] ゲノミクスデータのフェノタイプアンカリングの試み (2010)
  • Author(s): 渡邉肇
  • Organizer: Q-Bio(定量生物学)の会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2010-01-10
• [Presentation] 新生児期エストロゲン曝露によるエピジェネティックな影響 (2009)
  • Author(s): 渡邉肇
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2009-10-24
• [Presentation] Cloning and characterization of DM domain genes from the water flea, Daphnia magna (2008)
  • Author(s): Y. Kato, K. Kobayashi, J. K. Colbourne, H. Watanabe, T. Iguchi
  • Organizer: Gordon Research Conference on Environmental Endocrine Disruptors
  • Place of Presentation: Waterville Valley Resort, NH, USA
• [Presentation] Analysis of ligand-independent activation of the estrogen receptor in mouse vagina (2008)
  • Author(s): N. Kikuchi, H. Watanabe, T. Iguchi
  • Organizer: 7^<th> OIB Symposium, Frontiers of Biological Imaging, Synergy of the Advanced Techniques
  • Place of Presentation: Okazaki
• [Presentation] Epigenetic effect of estrogen exposure in prenatal mice (2008)
  • Author(s): S. Yoshida-Koide, H. Watanabe, T. Iguchi
  • Organizer: 7^<th> OIB Symposium, Frontiers of Biological Imaging, Synergy of the Advanced Techniques
  • Place of Presentation: Okazaki
• [Presentation] Molecular analysis of csd gene from the water flea, Daphnia magna (2008)
  • Author(s): Y. Kato, K. Kobayashi, S. Oda, N. Tatarazako, H. Watanabe, T. Iguchi
  • Organizer: 7^<th> OIB Symposium, Frontiers of Biological Imaging, Synergy of the Advanced Techniques
  • Place of Presentation: Okazaki
• [Presentation] Analysis of ligand-independent activation of the estrogen receptor in mouse vagina (2008)
  • Author(s): N. Kikuchi, H. Watanabe, T. Iguchi
  • Organizer: 第11回環境ホルモン学会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] Molecular analysis of the csd gene from the water flea, Daphnia magna (2008)
  • Author(s): Y. Kato, K. Kobayashi, S. Oda, N. Tatarazako, H. Watanabe, T. Iguchi
  • Organizer: 第11回環境ホルモン学会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] Epigenetic effect of estrogen exposure in prenatal mice (2008)
  • Author(s): S. Yoshida-Koide, H. Watanabe, T. Iguchi
  • Organizer: 第11回環境ホルモン学会
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] BPA投与により誘起した雌ラット卵管異常における網羅的遺伝子解析の試み (2008)
  • Author(s): 太田康彦, 生川亮一郎, 竹内崇師, 鈴木敦子, 加藤英男, 渡邉肇, 井口泰泉
  • Organizer: 第11回環境ホルモン学会
  • Place of Presentation: 東京
• [Book] 環境分析ガイドブック 2.7 化学物質の毒性試験 (2010)
  • Author(s): 渡邉肇(分担)
  • Publisher: 丸善(株)出版(印刷中)
• [Remarks]
  • URL: http://www.nibb.ac.jp/bioenvl/index-j.html