クラゲ配偶子放出神経ペプチドの作用機構における雌雄差の解明

• Project/Area Number: 20J40273
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 44020:Developmental biology-related
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 竹田 典代 (2020-2021) 広島大学, 統合生命科学研究科, 特別研究員(RPD)
• Research Fellow: 竹田 典代 (2022) 広島大学, 統合生命科学研究科, 特別研究員(RPD)
• Project Period (FY): 2020-04-24 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥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)
• Keywords: 神経ペプチド / 放卵 / 放精 / エダアシクラゲ / 精子

Outline of Research at the Start

配偶子の正確な成熟・放出は動物が次世代を作り出す上で重要な過程である。
クラゲ配偶子放出神経ペプチド（XPRPアミド）の作用機構の雌雄差を明らかにするため、オスクラゲにおいてXPRPアミドの作用機構を明らかにする。
研究手法は、生理学をベースとし、分子生物学、透過型電子顕微鏡を用いた微細構造の解析、トランスクリプトーム解析、ゲノム編集解析を用いる。

Outline of Annual Research Achievements

クラゲの配偶子放出は光に制御さている。メスでは、光受容後に卵成熟誘起ホルモンが放出され、オスでは放精誘導ホルモンが放出される。この物質は同一で、神経ペプチド（RPRPアミド）である事が明らかになっている。配偶子の放出に、共通してRPRPアミドを用いているにもかかわらず、卵・精子の放出のタイミングは異なるため、RPRPアミドの作用機構または放出制御が異なる事が示唆された。今年度は、放精誘導ホルモン後の放精行動を詳細に観察・解析した。その結果、放精時に口側から傘側にかけて、放精部位（精子放出部位）の移行が見られた。精子は、放精部位の移行と逆光して、傘側から口側に向けて流された。精子が流される水流源の特定を目指し、1. 蛍光ビーズを用いて、放精開始前と後の動画を撮影し、画像解析により水流の速度を測定した。2. 放精開始前と後で、精巣上皮の繊毛の動きについて、ハイスピードカメラを用いて撮影し、画像解析を行なった。1. により、放精開始前の精巣の周辺でも、一定の水流が発生していることが明らかになった。2. により、この水流は放精後に速度が上昇する傾向にあった。体外に放出された精子が、クラゲ傘内に留まる事なく、積極的に外界に放出されている事が予想される。1. の結果より、精巣上皮の繊毛が積極的に動いていることが予測された。今後、放精を誘導するペプチドも用いて、繊毛打の解析を行い、放精過程における繊毛の役割を明らかにする。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

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。

Research Products

• [Journal Article] Author Correction: A highly photostable and bright green fluorescent protein (2022)
  • Author(s): Hirano Masahiko、Ando Ryoko、Shimozono Satoshi、Sugiyama Mayu、Takeda Noriyo、Kurokawa Hiroshi、Deguchi Ryusaku、Endo Kazuki、Haga Kei、Takai-Todaka Reiko、Inaura Shunsuke、Matsumura Yuta、Hama Hiroshi、Okada Yasushi、Fujiwara Takahiro、Morimoto Takuya、Katayama Kazuhiko、Miyawaki Atsushi
  • Journal Title: Nature Biotechnology Volume: 40 Issue: 9 Pages: 1412-1412
  • DOI: 10.1038/s41587-022-01469-x
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Isolation, draft genome sequencing and identification of Enterobacter roggenkampii CCI9 (2021)
  • Author(s): Akita Hironaga、Itoiri Yuya、Takeda Noriyo、Kimura Zen-ichiro、Inoue Hiroyuki、Matsushika Akinori
  • Journal Title: Journal of Genomics Volume: 9 Pages: 1-5
  • DOI: 10.7150/jgen.46294
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Draft Genome Sequence of Enterobacter oligotrophicus CCA3, Isolated from Leaf Soil (2021)
  • Author(s): Akita Hironaga、Itoiri Yuya、Takeda Noriyo、Kimura Zen-ichiro、Inoue Hiroyuki、Matsushika Akinori
  • Journal Title: Microbiology Resource Announcements Volume: 10 Issue: 4
  • DOI: 10.1128/mra.01289-20
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Paenibacillus glycanilyticus subsp. hiroshimensis subsp. nov., isolated from leaf soil collected in Japan (2021)
  • Author(s): Akita Hironaga、Itoiri Yuya、Takeda Noriyo、Matsushika Akinori、Kimura Zen-ichiro
  • Journal Title: Archives of Microbiology Volume: 203 Issue: 4 Pages: 1787-1793
  • DOI: 10.1007/s00203-020-02166-6
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Draft genome sequence of Klebsiella pneumoniae subsp. pneumoniae CCI2 isolated from leaf soil (2021)
  • Author(s): Hironaga Akita, Yuya Itoiri, Noriyo Takeda, Zen-Ichiro Kimura, Hiroyuki Inoue, Akinori Matsushika
  • Journal Title: Microbiol Resour Announc Volume: 10 Issue: 25
  • DOI: 10.1128/mra.00343-21
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Draft genome sequence of Deinococcus sp. KR-1, a potential strain for palladium-leaching (2020)
  • Author(s): Akita Hironaga、Itoiri Yuya、Kumagai Akio、Takeda Noriyo、Matsushika Akinori、Oshiki Mamoru、Kimura Zen-ichiro
  • Journal Title: Journal of Genomics Volume: 8 Pages: 21-24
  • DOI: 10.7150/jgen.42020
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Deinococcus kurensis sp. nov., isolated from pond water collected in Japan (2020)
  • Author(s): Akita Hironaga、Itoiri Yuya、Ihara Sota、Takeda Noriyo、Matsushika Akinori、Kimura Zen-ichiro
  • Journal Title: Archives of Microbiology Volume: in press Issue: 7 Pages: 1757-1762
  • DOI: 10.1007/s00203-020-01845-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Performance of <i>Burkholderia multivorans</i> CCA53 for ethyl red degradation (2020)
  • Author(s): Akita Hironaga、Fujimoto Shinji、Wada Keisuke、Takeda Noriyo、Iwasaki Yuki、Fujii Tatsuya、Matsushika Akinori
  • Journal Title: The Journal of General and Applied Microbiology Volume: 66 Issue: 4 Pages: 220-227
  • DOI: 10.2323/jgam.2019.11.001
  • NAID: 130007919230
  • ISSN: 0022-1260, 1349-8037
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 明と暗の光刺激で開始するクラゲの配偶子放出機構 (2022)
  • Author(s): 竹田典代
  • Organizer: 第8回生殖若手の会
  • Invited
• [Presentation] 光に制御されるクラゲの配偶子放出機構 (2022)
  • Author(s): 竹田典代
  • Organizer: 比較内分泌学会
  • Invited
• [Presentation] 明と暗の光刺激で放卵するエダアシクラゲの光受容タンパク質の探索 (2022)
  • Author(s): 竹田 典代、石井 悠、彦坂 暁、出口 竜作
  • Organizer: 日本動物学会
• [Presentation] エダアシクラゲの卵巣に発現する放卵制御関連遺伝子の発現解析 (2022)
  • Author(s): 竹田 典代、石井 悠、彦坂 暁、出口 竜作
  • Organizer: 動物学会中国四国支部会
• [Presentation] エダアシクラゲのオスクラゲに見られる口側から波状に広がる放精過程 (2021)
  • Author(s): 竹田典代、出口竜作、彦坂暁
  • Organizer: 2021年度 生物系三学会 中国四国地区合同大会（香川）
• [Presentation] エダアシクラゲのオスクラゲに見られる口側から波状に広がる放精 (2021)
  • Author(s): 竹田典代、出口竜作、彦坂暁
  • Organizer: 日本動物学会第92回米子大会