2015 Fiscal Year Research-status Report
シャットネラ細胞糖被膜の魚毒性因子としての多面的生化学的解析
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15K07580
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
小田 達也 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 教授 (60145307)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 赤潮 / 微細藻類 / プランクトン / 魚毒性 / 活性酸素 / シャットネラ / ラフィド藻類 / 糖被膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
赤潮は単細胞植物プランクトンの大量発生による自然現象であり、日本近海の他、諸外国においても古くから観察されている。沿岸域の養殖産業への利用増大及び地球温暖化により、近年、地球規模で赤潮被害の頻度及び規模は拡大する傾向にある。赤潮の原因となる多数のプランクトンが同定されているが、特にシャットネラは強い魚毒性を示す、漁業被害の原因有害赤潮プランクトン種として知られている。これまでの研究で、シャットネラは高レベルの活性酸素を産生する特性を有する事を見出している。また、シャットネラは強固な細胞壁を持たず、 細胞表層は粘性多糖体である糖被膜(グリコキャリックス)で覆われており、この部分に活性酸素産生酵素系が局在する事、糖被膜はシャットネラが魚鰓を通過する際、細胞本体から離脱し、鰓 表面に付着する事から、活性酸素を介した魚毒性機構を提案するに至っている。しかしながら、 その魚毒性機構の詳細、植物プランクトンであるシャットネラの活性酸素産生機構やその生化学 的意義については未だ不明である。本年度は1985 年に鹿児島湾で分離されたシャットネラ株と2010 年に島原半島で分離したシャットネラ株の活性酸素産生活性について比較検討した。両シャットネラの活性酸素産生活性は異なる事が確認されたが、以前の研究結果に比べ、その差は減少傾向にある事がわかった。これはシャットネラの培地に用いた天然海水成分や培養条件の違いが影響していると推定された。さらに活性酸素産生機構解明の手がかりを得る目的で、酵素系以外の活性酸素産生因子の存在の有無について検討した。大量培養したシャットネラ細胞を遠心分離により回収し、超音波処理により細胞を破壊した。得られた無細胞抽出液について、ピロガロールなどで知られる化学反応系活性酸素産生について検討したが、そのような物質はきわめて低レベルである事がわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は1985 年に鹿児島湾で分離されたシャットネラ株と2010 年に島原半島で分離したシャットネラ株の活性酸素産生活性について比較検討した。基本的には、これまでの研究で明らかにされた両シャットネラの活性酸素産生活性は異なる事が確認された。赤潮プランクトンはその種類にもよるが、しばしば人工的培養条件下での長期培養が困難である事が知られている。さらに、人工的培養条件下での長期培養により、その形質が変化する、特に毒性に関与すると推定されている形質が消失したりする場合がある。今回、本研究にとって大変重要な、シャットネラ株の培養維持とこれらプランクトンの重要な形質である活性酸素産生活性が確認されたことは、今後の研究解析が可能である事を示すきわめて重要な知見である。さらに、ピロガロールなどで知られる化学反応系活性酸素産生の可能性がほぼ否定されたことから、これまでの活性酸素産生酵素系説が指示された。
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| Strategy for Future Research Activity |
1985 年に鹿児島湾で分離されたシャットネラ株と2010 年に島原半島で分離したシャットネラ株の魚毒性の相違を室内暴露実験により確認する。さらに、両シャットネラ株の 活性酸素、溶血毒素や神経毒素の有無、さらに赤血球や種々の培養細胞に対するプランクトン細胞直接暴露による毒性等、シャットネラの毒性因子に関して多面的に解析する。これらの検討によりシャットネラの魚毒性因子及び毒性機構解明に結びつく多くの知見の取得を目指す。また、これまでのシャットネラ暴露により魚に観察される生理的変化は、血中酸素分圧 の急激な低下と鰓組織での多量の粘液物質の存在であることから、鰓がシャットネラの標的組織 と考えられる。両種の鰓に対する影響について魚類生理学的観点から検討する。また、両種の魚 鰓に対する親和性の相違を結合実験で比較する。
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Research Products
(6 results)
