半月周性産卵リズムの形成機構：潮汐を伝える体内時計の関わりと分子基盤の解明
| Project/Area Number |
20H03288
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44040:Morphology and anatomical structure-related
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
安東 宏徳 新潟大学, 佐渡自然共生科学センター, 教授 (60221743)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
豊田 賢治 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 特任助教 (00757370)
吉村 崇 名古屋大学, 生命農学研究科(WPI), 教授 (40291413)
大森 紹仁 新潟大学, 佐渡自然共生科学センター, 助教 (50613527)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2020: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000)
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| Keywords | 生殖リズム / 体内時計 / 潮汐サイクル / 概潮汐時計 / 月周リズム / 生殖神経内分泌系 / 半月周リズム |
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| Outline of Research at the Start |
海洋生物の生殖や生態は、月齢や潮汐に同調したリズムを持つものが多い。そのリズムは、脳内にある体内時計によって作られるが、そのしくみは不明である。クサフグは、新月と満月の日の満潮前に産卵を繰り返す。これまでの研究から、脳内に概潮汐時計が存在し、概日時計と協同して半月周性産卵リズムを作ることが示唆された。本研究では、概潮汐時計の分子基盤を解明するため、潮汐と月齢に同調して発現する遺伝子群を探索すると共に、それらの潮汐サイクルとの同調および半月周性リズムとの関連を検討する。また、半月周性リズム発振機構がどのようなしくみで生殖機能を調節するのか、さらに、発生や成長の段階でいつ形成されるのかを解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、概潮汐時計の機能的分子基盤の解明を目指して、潮汐サイクルおよび月齢に同調して発現する遺伝子群を網羅的に探索すると共に、それらの遺伝子の発現抑制による半月周性の産卵行動リズムへの影響を検討する。また、概潮汐時計と概日時計から構成されると考えられるリズム発振機構による生殖神経内分泌系の周期的調節の機能形態学的基盤を解明する。さらに、より普遍的な生物リズムの研究としての展開を目指し、半月周性リズムのOntogenyを解明する。令和5年度は、次の2つの研究成果を得た。
1）半月周性産卵リズムが明瞭な伊豆産の魚と潮汐差が小さく半月周性リズムを持たない佐渡産の魚の間で差次的に発現している遺伝子を網羅的に探索する研究の前段階として、佐渡島の魚を大潮と小潮の日に採集し、伊豆産の魚で月齢に伴って発現変動することがわかっている遺伝子群の発現をリアルタイムPCR法により解析した。その結果、生殖機能を刺激する神経ホルモンの前駆体とその受容体の遺伝子や体内時計関連遺伝子はいずれも月齢に伴った発現変動を示さなかった。佐渡産のクサフグは半月周性の産卵リズムを作る体内時計（周期的転写調節）の仕組みを持たないと考えられる。
2）生殖機能を刺激する神経ホルモンであるキスペプチン（Kiss2）の遺伝子発現は明瞭な日周変動を示し、メラトニン投与によって発現量が増加する。メラトニンによるキスペプチンの発現調節機構を明らかにする研究として、メラトニン受容体遺伝子（mel1b）mRNAとKiss2免疫陽性シグナルの共局在を解析した。その結果、mel1b mRNAとKiss2免疫陽性シグナルが視索前野の大細胞性視索前核大細胞部の同じ細胞に見られたことから、メラトニンは直接的にKiss2の合成を刺激することが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(4 results)
Research Products
(50 results)
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[Presentation] Prostaglandin E2 synchronizes lunar-regulated beach-spawning in grass puffers.2022
Author(s)
Junfeng Chen, Yuma Katada, Kousuke Okimura, Taiki Yamaguchi, Ying-Jey Guh, Tomoya Nakayama, Michiyo Maruyama, Yuko Furukawa, Yusuke Nakane, Naoyuki Yamamoto, Yoshikatsu Sato, Hironori Ando, Asako Sugimura, Kazufumi Tabata, Ayato Sato, Takashi Yoshimura
Organizer
Sapporo Symposium on Biological Rhythm 2022
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