• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2021 Fiscal Year Annual Research Report

半月周性産卵リズムの形成機構:潮汐を伝える体内時計の関わりと分子基盤の解明

Research Project

Project/Area Number 20H03288
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

安東 宏徳  新潟大学, 佐渡自然共生科学センター, 教授 (60221743)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉村 崇  名古屋大学, 生命農学研究科(WPI), 教授 (40291413)
大森 紹仁  新潟大学, 佐渡自然共生科学センター, 助教 (50613527)
豊田 賢治  新潟大学, 佐渡自然共生科学センター, 特任助教 (00757370)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords生殖リズム / 体内時計 / 潮汐サイクル / 概潮汐時計 / 月周リズム / 生殖神経内分泌系
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、概潮汐時計の機能的分子基盤の解明を目指して、潮汐サイクルおよび月齢に同調して発現する遺伝子群を網羅的に探索すると共に、それらの遺伝子の発現抑制による半月周性の産卵行動リズムへの影響を検討する。また、概潮汐時計と概日時計から構成されると考えられるリズム発振機構による生殖神経内分泌系の周期的調節の機能形態学的基盤を解明する。さらに、より普遍的な生物リズムの研究としての展開を目指し、半月周性リズムのOntogenyを解明する。令和3年度は、次の3つの研究成果を得た。
1)潮汐サイクルと半月周性リズムに関連する遺伝子群を探索する試料として、産卵リズムの異なる伊豆川奈と佐渡姫津において、大潮と小潮の日の夕刻にクサフグ成魚を捕獲して脳を採取した。
2)潮汐サイクル/半月周性リズムを作る時計候補遺伝子の機能解析のため、Vivo-モルフォリノによる遺伝子発現抑制実験系を検討した。脳髄膜で作られる糖たんぱく質であるエペンジミン(EPN)を標的遺伝子として、Vivo-モルフォリノ(EPN-MO)の配列、投与量、投与方法を検討した。また、ウェスタンブロット法と免疫染色法を用いたEPNタンパク質の解析系を確立した。EPN-MOを投与した個体では、遊泳阻害が見られたが、EPNタンパク質量の変化は検出されなかった。
3)クサフグ仔稚魚に潮汐サイクルや月齢に同調したリズムがあるのかどうかを明らかにするため、産卵期に親魚を採集して人工授精を行い、仔稚魚を育成した。DanioVisionを用いて、クサフグ仔稚魚の自発行動リズムを解析した結果、成長段階によって明暗周期に関して自発行動リズムが異なることや明暗の切り替え時に自発行動量が高くなることなど、クサフグが独自の光応答性を持つ可能性が示された。さらに、EthoVision XTを用いたクサフグ幼魚の自発行動解析系を確立した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

前年度に新型コロナウイルス感染拡大と施設の改修工事のため実施できなかった、Vivo-モルフォリノによる遺伝子発現抑制実験系の確立とEthoVision XTを用いたクサフグの行動解析系の確立を完了することができた。しかし、EPN-MO投与による発現抑制についての定量的な検証はさらに必要である。また、半月周性の産卵行動リズムに関わると考えられるクリプトクロームとメラトニン受容体の脳内分布の解析については、従来のin situ hybridization法では検出できないことがわかったため、より高感度でmRNAを検出できるRNAscope法を用いて、両遺伝子mRNAの脳内分布の解析を行う。

Strategy for Future Research Activity

潮汐サイクル/半月周性リズムに関連する遺伝子群の網羅的探索については、採取した脳試料を用いて松果体と間脳のRNA-Seqを行い、伊豆産の魚と佐渡産の魚において半月周期で発現変動する遺伝子および両地域の間で差次的に発現している遺伝子を網羅的に探索する。得られた潮汐サイクル/半月周性リズム関連遺伝子群の中で、転写および翻訳の調節に関わると考えられる遺伝子群を選び出し、抗体を作製して発現の定量的解析系を確立すると共に、Vivo-モルフォリノによる翻訳抑制実験を実施する。仔稚魚の自発行動リズムについては、DanioVisionを用いてさまざまな明暗周期下で行動リズムを解析して、光応答性を解析すると共に、野外で稚魚を採集し、野生の稚魚の自発行動リズムを解析する。さらに、斜面を作った水槽における成熟魚の斜面への集合行動のリズムをEthoVision XTを用いて解析する。クリプトクロームとメラトニン受容体の発現細胞については、RNAscope法を用いて両遺伝子mRNAの脳内分布を明らかにする。

  • Research Products

    (17 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (10 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] バングラデシュ農業大学/チャットグラム獣医動物大学(バングラデシュ)

    • Country Name
      BANGLADESH
    • Counterpart Institution
      バングラデシュ農業大学/チャットグラム獣医動物大学
  • [Journal Article] Juvenile hormone synthesis and signaling disruption triggering male offspring induction and population decline in cladocerans (water flea): Review and adverse outcome pathway development2022

    • Author(s)
      Toyota Kenji、Watanabe Haruna、Hirano Masashi、Abe Ryoko、Miyakawa Hitoshi、Song You、Sato Tomomi、Miyagawa Shinichi、Tollefsen Knut Erik、Yamamoto Hiroshi、Tatarazako Norihisa、Iguchi Taisen
    • Journal Title

      Aquatic Toxicology

      Volume: 243 Pages: 106058~106058

    • DOI

      10.1016/j.aquatox.2021.106058

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of blue light on the growth of the red swamp cray fish Procambraus clarkii larvae -seasonal and sexual differences2022

    • Author(s)
      Kenji Toyota, Kazuki Usami, Kanta Mizusawa, Tsuyoshi Ohira
    • Journal Title

      Zoological Studies

      Volume: 61 Pages: 3

    • DOI

      10.6620/ZS.2022.61-03

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Light-induced and circadian expressions of melanopsin genes opn4xa and opn4xb in the eyes of juvenile grass puffer Takifugu alboplumbeus2021

    • Author(s)
      Kitahashi Takashi、Kurokawa Daisuke、Ogiso Shouzo、Suzuki Nobuo、Ando Hironori
    • Journal Title

      Fish Physiology and Biochemistry

      Volume: 47 Pages: 191~202

    • DOI

      10.1007/s10695-020-00901-w

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Higher acclimation temperature affects growth of rohu (Labeo rohita) through suppression of GH and IGFs genes expression actuating stress response2021

    • Author(s)
      Shahjahan Md、Zahangir Md. Mahiuddin、Islam S.M. Majharul、Ashaf-Ud-Doulah Mohammad、Ando Hironori
    • Journal Title

      Journal of Thermal Biology

      Volume: 100 Pages: 103032~103032

    • DOI

      10.1016/j.jtherbio.2021.103032

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] クサフグ前脳における半月周発現遺伝子群:神経ペプチド前駆体遺伝子群と受容体遺伝子群の発現変動パターンの逆相関2021

    • Author(s)
      安東宏徳,Md. Mahiuddin Zahangir,豊田賢治
    • Organizer
      日本動物学会第92回大会
  • [Presentation] クサフグの半月周リズムに関する研究2021

    • Author(s)
      片田祐真, Chen Junfeng, 沖村光祐, Guh Ying-Jey, 中山友哉, 丸山迪代, 山口大輝, 安東宏徳, 佐藤綾人, 吉村崇
    • Organizer
      第28回日本時間生物学会学術大会
  • [Presentation] アカテガニの半月周性繁殖リズムの生理機構の理解に向けて2021

    • Author(s)
      豊田賢治,近藤裕介,鈴木信雄,大平剛,安東宏徳
    • Organizer
      第59回日本甲殻類学会大会
  • [Presentation] クサフグ仔稚魚における自発行動リズムの解析2021

    • Author(s)
      江野脩太,片田祐真,黒川大輔,豊田賢治,飯田碧,吉村崇,安東宏徳
    • Organizer
      第45回日本比較内分泌学会大会
  • [Presentation] 佐渡島におけるアカテガニの半月周性繁殖リズム2021

    • Author(s)
      豊田賢治,大平剛,安東宏徳
    • Organizer
      第45回日本比較内分泌学会大会
  • [Presentation] RNA-seqで探るサケの産卵回遊(母川回帰)の分子神経内分泌機構2021

    • Author(s)
      浦野明央,小沼健,北橋隆史,安東宏徳,福若雅章,伴真俊,兵藤晋
    • Organizer
      第45回日本比較内分泌学会大会
  • [Presentation] 水族館就職希望の専門学校生を対象としたフィールドワークの実践2021

    • Author(s)
      鈴木倫明,安東宏徳,前田英雅,若林耕治
    • Organizer
      東京大学大気海洋研究所研究集会
  • [Presentation] クサフグの半月周リズムに関するトランスクリプトーム解析2021

    • Author(s)
      片田祐真,Chen Junfeng,沖村光祐,Guh Ying-Jey,中山友哉,丸山迪代,安東宏徳,吉村崇
    • Organizer
      令和4年度日本水産学会春季大会
  • [Presentation] 佐渡島沿岸におけるイボカギナマコの分布及び棲息環境の解明2021

    • Author(s)
      梅田樹,中島崇志,大森紹仁
    • Organizer
      第17回棘皮動物研究集会
  • [Presentation] 幼若ホルモンがズワイガニのオスらしさを決める?2021

    • Author(s)
      豊田賢治, 山本岳男, 宮川信一, 井原賢, 森友子, 重信秀治, 大平剛
    • Organizer
      第92回日本動物学会
  • [Book] Handbook of Hormones-Comparative Endocrinology for Basic and Clinical Research, 2nd edition2021

    • Author(s)
      Hironori Ando, Kazuyoshi Ukena, Shinji Nagata
    • Total Pages
      1113
    • Publisher
      Academic Press
    • ISBN
      9780128206492
  • [Remarks] 新潟大学佐渡自然共生科学センター臨海実験所

    • URL

      https://www.sc.niigata-u.ac.jp/sc/sadomarine/

URL: 

Published: 2022-12-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi