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New Techniques for Sea Cucumber and Sea Urchin Seed Production: Artificial Maturation Using D-Aspartate

Research Project

Project/Area Number 21K05757
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 40030:Aquatic bioproduction science-related
Research InstitutionFukushima National College of Technology

Principal Investigator

SHIBATA Kimihiko  福島工業高等専門学校, 化学・バイオ工学科, 准教授 (10369928)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 阿部 勝正  函館工業高等専門学校, 物質環境工学科, 准教授 (40509551)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
KeywordsD-アスパラギン酸 / アスパラギン酸ラセマーゼ / D-アスパラギン酸オキシダーゼ / 棘皮動物 / ヒトデ / ナマコ / D-アミノ酸
Outline of Research at the Start

ナマコやウニは水産上、重要な生物種であるが、天然資源は急激な減少傾向にある。ナマコやウニの資源量の回復と安定した生産を実現するためには、効率的かつ計画的に種苗を供給することが不可欠である。そのため、親個体の性成熟を人為的に誘起する技術の確立が喫緊の課題となっている。本研究では、天然成分であるD-アスパラギン酸を利用して、ナマコやウニの新しい人工催熟法の確立を目指す。

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to elucidate the mechanisms underlying the artificial induction of sexual maturity in sea cucumbers (Apostichopus japonicus) and sea urchins, focusing on D-aspartate (D-Asp) and its metabolic enzymes. Initially, we quantified the levels of D-Asp and aspartate racemase activity in the gonads of sea cucumbers, indicating the potential involvement of these compounds in gonadal maturation. Additionally, we isolated the genes encoding aspartate racemase and D-aspartate oxidase from the starfish and initiated gene expression analysis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、ナマコやウニの性成熟に関与するメカニズムを分子レベルで解明することを目指している。これにより、水産業における種苗供給の効率化に寄与することが期待される。特に、D-アスパラギン酸とその代謝酵素が性成熟に果たす役割を明らかにすることで、棘皮動物の生理学的理解を深め、これらの資源の持続可能な利用に向けた科学的基盤を提供することができる。また、本研究の成果は、他の水産生物における応用の可能性も示唆しており、広範な社会的意義を持つと考えられる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Mechanism of high D-aspartate production in the lactic acid bacterium Latilactobacillus sp. strain WDN192022

    • Author(s)
      Kengo Kajitani, Takumi Ishikawa, Tomohiro Kobayashi, Miharu Asato, Kimihiko Shibata, Tomoaki Kouya, Shouji Takahashi
    • Journal Title

      Applied Microbial and Cell Physiology

      Volume: 106 Issue: 7 Pages: 2651-2663

    • DOI

      10.1007/s00253-022-11870-w

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of an enzymatic screening method for D-aspartate-producing lactic acid bacteria2021

    • Author(s)
      Kengo Kajitani, Takumi Ishikawa, Kimihiko Shibata, Tomoaki Kouya, Yoshio Kera, Shouji Takahashi
    • Journal Title

      Enzyme and Microbial Technology

      Volume: 149 Pages: 109835-109835

    • DOI

      10.1016/j.enzmictec.2021.109835

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] イトマキヒトデのアスパラギン酸ラセマーゼ遺伝子の同定2023

    • Author(s)
      佐々木心優,門井真理乃, 阿部勝正,柴田公彦
    • Organizer
      第9回 関東磐越地区化学技術フォーラム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] マナマコにおける生殖腺成熟とD-アスパラギン酸の関係2022

    • Author(s)
      富樫侑生,柴田公彦
    • Organizer
      令和4年東北・北海道地区高等専門学校専攻科産学連携シンポジウム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 棘皮動物における生殖腺成熟とD-アスパラギン酸の関係2022

    • Author(s)
      富樫侑生,柴田公彦
    • Organizer
      第8回関東磐越地区化学技術フォーラム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] イトマキヒトデのアスパラギン酸ラセマーゼと生殖腺成熟の関係2021

    • Author(s)
      門井真理乃, 阿部勝正, 柴田公彦
    • Organizer
      第7回関東磐越地区化学技術フォーラム
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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