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2015 Fiscal Year Research-status Report

魚類の発生初期における代謝調節因子の探索

Research Project

Project/Area Number 15K18741
Research InstitutionUniversity of Miyazaki

Principal Investigator

古川 史也  宮崎大学, 農学部, その他 (80750281)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords転写因子 / 糖代謝 / yolk syncytial layer
Outline of Annual Research Achievements

動物の初期胚では、母親由来の卵黄を利用して胚発生が進行する。しかし、様々な組織が未発達のこの時期では、どのように卵黄が代謝され、利用されているかは不明な点が多い。脊椎動物のモデル魚であるゼブラフィッシュを用いた先行研究において、卵黄を包む多核の細胞層yolk syncytial layer (YSL)で複数の代謝関連遺伝子の発現が確認された。これらの遺伝子の多くは、外環境の変化に応じて発現量を増減させることが分かってきたが、その調節機構は不明である。本研究では、YSLにおける代謝をつかさどる因子を探索することを目的とし、哺乳類等で明らかとなっている転写因子に焦点を当て、ゼブラフィッシュ胚での発現を検討した。まず、脊椎動物の肝臓で糖を中心とした代謝機構の調節に関わるとされる転写調節因子10種、アミノ酸への応答に関与すると考えられる遺伝子1種について、ゼブラフィッシュ胚での発現を確認した。受精後3時間後から120時間後まで、発生ステージごとに分けて発現量の変化を調べた結果、受精後に発現が上昇し、受精6時間後と18時間後にピークに達する遺伝子がそれぞれ3種と4種みられ、1種の遺伝子は発生が進むにつれ発現量が上昇し続けた。2種の遺伝子はサンプリング期間を通して、発現量がごくわずかであった。成魚の各組織における発現プロファイルを調べたところ、肝臓において5つの遺伝子の発現が確認された。
現在はin situハイブリダイゼーション法によりゼブラフィッシュ胚における各種遺伝子の発現部位の解析をすすめており、2種類の遺伝子がYSLに、1種類の遺伝子が表皮に発現していることを確認している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

上記のように、いくつかの遺伝子に関してはin situハイブリダイゼーション法による発現部位の特定が進んでいるものの、多くの遺伝子については、その発現部位の特定に至っていない。今後、実験条件の改善等の検討を重ね、別実験と並行しながら再試行する予定である。

Strategy for Future Research Activity

本研究で対象としている代謝調節に関与すると考えられる遺伝子群において、環境パラメーターの変化に対する遺伝子発現の変化を調べる。具体的にはまず、低酸素、低温、酸性環境にそれぞれ発生途中のゼブラフィッシュ胚を曝露し、代謝調節に関与すると考えられる遺伝子の発現変動を調べる。いくつかの候補遺伝子の発現量に変化が確認された場合、先行研究で明らかとなっている代謝酵素遺伝子の発現変化とともに、それらの酵素に対する基質または代謝産物の含量変化も確認する。
代謝の調節に関わると想定される遺伝子と代謝酵素遺伝子において、様々な環境刺激に応答して類似した発現パターンが確認された場合、調節に関わる遺伝子のノックダウンを行い、代謝酵素遺伝子の発現調節を行っている可能性を調べる。更に、環境刺激と遺伝子ノックダウンを組み合わせ、環境刺激を仲介する代謝調節因子を明らかにする。

  • Research Products

    (5 results)

All 2015

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] In vivo and in vitro effects of high-K+ stress on branchial expression of ROMKa in seawater-acclimated Mozambique tilapia2015

    • Author(s)
      Furukawa F, Watanabe S, Seale AP, Breves JP, Lerner DT, Grau EG, Kaneko T
    • Journal Title

      Comparative Biochemistry and Physiology - Part A: Molecular & Integrative Physiolgy

      Volume: 187 Pages: 111-118

    • DOI

      doi: 10.1016/j.cbpa.2015.05.017

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Induction of phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK) during acute acidosis and its role in acid secretion by V-ATPase-expressing ionocytes2015

    • Author(s)
      Furukawa F, Tseng YC, Liu ST, Chou YL, Lin CC, Sung PH, Uchida K, Lin LY, Hwang PP
    • Journal Title

      International Journal of Biological Sciences

      Volume: 11 Pages: 712-725

    • DOI

      doi: 10.7150/ijbs.11827

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ゼブラフィッシュ幼生におけるPEPCK経由糖新生は酸排出を促進する2015

    • Author(s)
      古川史也, Tseng YC, Liu ST, Chou YL, Sung PH, 内田勝久, Lin LY, Hwang PP
    • Organizer
      日本動物学会 第86回新潟大会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ、新潟
    • Year and Date
      2015-09-19 – 2015-09-19
  • [Presentation] Phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK)-mediated gluconeogenesis accelerates acid secretion by H+-ATPase-expressing ionocytes during acidosis2015

    • Author(s)
      Furukawa F, Tseng YC, Liu ST, Chou YL, Lin CC, Sung PH, Uchida K, Lin LY, Hwang PP
    • Organizer
      The 9th International Congress of Comparative Physiology and Biochemistry From Molecule to Macrophysiology
    • Place of Presentation
      Jagiellonian University, Krakow, Poland
    • Year and Date
      2015-08-25 – 2015-08-27
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 魚類における卵黄の利用に関する生理学的研究2015

    • Author(s)
      古川史也
    • Organizer
      ユニークな少数派実験動物を扱う若手が酸先端アプローチを勉強する会
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター、愛知
    • Year and Date
      2015-08-19 – 2015-08-19
    • Invited

URL: 

Published: 2017-01-06  

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