造礁サンゴの幼生におけるオプシンを介した光受容と光応答的な遊泳のメカニズムの解明
| Project/Area Number |
20J01841
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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 44050:Animal physiological chemistry, physiology and behavioral biology-related
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University (2022)
Osaka City University (2020-2021) |
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Principal Investigator |
酒井 祐輔 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | オプシン / サンゴ / 光受容 / 刺胞動物 / 行動 / 造礁サンゴ / 感覚生態 |
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| Outline of Research at the Start |
サンゴ礁を形成する造礁サンゴは、自身の細胞内に共生する藻類の光合成産物に栄養源の大部分を依存している。そのため、生息地決定の際の適切な光環境選択が個体の生存にとって重要となる。しかし、サンゴにおける光感覚の全体像はこれまでほとんど明らかになっていない。本研究では、サンゴの幼生で見られる光応答行動に着目し、行動を制御する光センサーの同定を通して、サンゴが光をどのように情報利用しているのかを解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ウスエダミドリイシ（Acropora tenuis）がもつオプシン類について、その光受容タンパク質としての分子特性を明らかにし、幼生の光応答行動や光に応じた産卵といった様々な生理機能への関与を明らかにすることを目的としている。当該年度は、前年度までに同定・クローニングをした複数のオプシンについて、詳細な分子特性の解析を進めた。まずは、昨年度に引き続き花虫綱特異的な”ASO_II”とよばれるグループに属するオプシンについて、可視光受容に必要な対イオンに着目した実験を進めた。このグループは、他の動物オプシンに保存的な対イオンとして機能するグルタミン酸残基（Glu94, Glu113, Glu292のいずれか）をもっておらず、その可視光受容メカニズムは不明であった。対象オプシンの野生型と部位特異的変異体を培養細胞で発現させ、抽出・精製したタンパク質の分光学的解析を行なった。一連の実験により、可視光受容に寄与するアミノ酸残基の同定など、ASO_IIにおける可視光受容メカニズムの一端を明らかにした。その他にも、既知の動物オプシンで見られないサンゴオプシンに特徴的な分子特性（分光学的特性および光依存的な細胞内二次メッセンジャー応答）を複数発見した。これらの結果は、光によるサンゴの生理機能制御を解明する足がかりとなるだけでなく、細胞機能を光で操作する光遺伝学ツール開発の萌芽にもなりうる。一方、昨年度までは新型コロナウイルス感染症の拡大の影響でサンゴ産卵期の採集調査を中止せざるを得ず、サンゴ幼生を用いた行動実験については実施できていなかった。今年度は採用期間中ではじめて幼生を用いた行動実験を実施し、採集したプラヌラ幼生個体が刺激光の波長依存的に行動を変えることを発見するなど一定の結果を得ることに成功した。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(16 results)
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[Presentation] Light response behavior of coral larvae and its implications for the light-dependent distribution in the common reef coral, Acropora tenuis.2021
Author(s)
Sakai, Y., K. Kato, H. Koyama, A. Kuba, H. Takahashi, T. Fujimori, M. Hatta, A.P. Negri, A.H. Baird, N. Ueno
Organizer
14th International Coral Reef Symposium (ICRS2021)
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Int'l Joint Research
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