2020 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanisms of glycogen utilization in fish embryos and production of stress-resistant eggs
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18K14524
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
古川 史也 北里大学, 海洋生命科学部, 講師 (80750281)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | グリコーゲン / ゼブラフィッシュ / 胚 / 卵形成 / 代謝 / 糖 / 魚類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度では、これまでに成功していないグリコーゲン合成酵素ノックアウト個体の作出に特に集中して研究を展開した。グリコーゲン合成酵素Gys1およびGys2のノックアウト個体作出を目指しているが、ヘテロ親から変異をもつ子が生まれてこない現象がみられている。そのため、配偶子形成過程においてこれらの遺伝子が、またはそれが作り出すグリコーゲンが重要な働きを示す可能性が明らかになった。一方、胚発生過程におけるグリコーゲンの機能解析には至っていない。
配偶子形成と胚発生過程のグリコーゲン代謝を調べる目的で、Gys2およびグリコーゲンの分解に関わるグリコーゲンホスホリラーゼPyglに対する特異的抗体を作成した。アフィニティー精製と条件検討の結果、どちらも目的のタンパク質に対する特性が高い抗体を獲得した。組織学的な観察は経過中であるが、すでに卵母細胞における局在を明らかにすることができた。
本研究の期間全体を通して、特に卵形成過程におけるグリコーゲン代謝が見えてきた。卵成長とともにグリコーゲン合成酵素の活性が増加し、卵径が500umを超えるあたりからグリコーゲンが蓄積する。グリコーゲンホスホリラーゼ活性も増加するが、最終成熟を迎える直前で活性が消失する。ここから排卵にかけて、グリコーゲン量が更に倍に増加した。
更に、胚におけるグリコーゲン代謝は一定の速度で進行するが、低酸素下では成長の停滞と共にグリコーゲン分解が停滞することが分かった。さらにこの原因として、低酸素下ではグリコーゲンホスホリラーゼ活性が低下することが分かった。しかし、このメカニズムについては現在も不明である。今後はグリコーゲンの蓄積が起こる段階での酵素の局在や中間代謝に着目して研究を展開する予定である。また、胚におけるグリコーゲンの役割を明確にするため、引き続きグリコーゲン合成酵素遺伝子のノックアウト個体作出を目指す。
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