2018 Fiscal Year Research-status Report
光害による魚類生殖システムへの影響：脳深部神経に発現する光受容体から
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17K07486
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
北橋 隆史 新潟大学, 自然科学系, 特任助教 (30749859)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 光受容体 / 光環境 / 生殖 / 脳 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
都市環境における夜間の光暴露は、人間や動物の様々な生理機能に悪影響を及ぼすと考えられる。光によるメラトニン分泌を介した動物生理への影響は広く調べられているところだが、哺乳類以外の多くの生物では脳など眼以外の組織にも光受容体が存在することが知られており、光が直接的に神経細胞などに働きかけて生理機能を調節している可能性が高い。本研究では、特に魚類の脳内に発現している脳深部光受容体（opsin）と季節繁殖との関連に注目して、動物生理における光害のメカニズム解明を目指す。
本年度は、メダカで得られた知見をもとに、同じく季節繁殖を行うクサフグで脳深部光受容体の遺伝子発現調節を調べた。日本海産のクサフグ未成熟個体を用いて複数の脳深部光受容体遺伝子cDNAをクローニングし、RT-PCRによるmRNA組織分布を確認したところ、眼、脳や下垂体以外にも、幅広い末梢組織における遺伝子発現が認められた。このことから、やはり魚類では多くの体組織が環境光に直接応答可能であることが示唆された。また、リアルタイムPCRによる網膜および脳組織におけるmRNA量の日周変動の解析を行った結果、明期開始直後にピークを持つ日周リズムを示す光受容体遺伝子が網膜で見つかった。恒暗条件下ではその光受容体遺伝子には日周mRNA量変動は見られなかったので、光による遺伝子発現誘導を受けていると考えられる。さらに、明暗条件下ではその光受容体mRNA量は明期の終わりには低下するが、引き続き主観的暗期にも明条件におくと、主観的明期が始まる前にmRNA量が上昇していることが確かめられた。これらの結果は、この特定の光受容体遺伝子が網膜において光による発現誘導を受けており、しかもその発現誘導が見られるのは明期開始前後に限られることを示している。この発現調節から、この光受容体はクサフグにおいて概日時計の同調に関わっていることが示唆される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
飼育しているメダカの系群によって産卵しやすさが異なり、安定して産卵するようになるのが遅くなってしまった。
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| Strategy for Future Research Activity |
異なる日長条件における光受容体遺伝子発現の応答を確認すると同時に、生殖に関わる神経ホルモン等の遺伝子発現レベル等も調べて、生殖に関わる脳深部光受容体候補を選び出す。また、並行してクサフグにおける光受容体遺伝子発現パターンを同様に詳しく調べることで、光受容体の遺伝子発現調節についての知見を深める。
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| Causes of Carryover |
本年度購入を予定していた組織学的解析用試薬・キット・消耗品購入費を、次年度に行うこととしたため。
これらの購入は2019年度に行う。
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Research Products
(5 results)
