2022 Fiscal Year Annual Research Report
魚類の日周リズムは低水温で消失し、緑色光で回復する
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21K19153
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
高橋 明義 北里大学, 海洋生命科学部, 教授 (10183849)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水澤 寛太 北里大学, 海洋生命科学部, 准教授 (70458743)
清水 大輔 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(長崎), グループ長 (40443361)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Keywords | 時計遺伝子 / メダカ / カレイ / 緑色光 / 水温 / 光波長 / 光量 / 血管嚢 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、カレイにおける低水温下による摂餌の抑制と緑色光照射による摂餌の回復に「体内時計の明暗同調」が関与するという仮定に基づき、水温と光が時計遺伝子の発現動態に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。まず、時計遺伝子に関する知見が集積しているメダカをモデルとして、時計遺伝子の発現リズムに水温と光量が及ぼす影響を調べた。次に、ホシガレイにおいて明期開始前後の時計遺伝子の発現に水温と照射光の違い（緑色LED光と白色LED光）が及ぼす影響を調べた。その結果、メダカとホシガレイにおいて、低水温は多くの時計遺伝子の発現量を増大させ、発現リズムの減弱あるいはピーク時刻のずれをもたらすことが明らかとなった。また、カレイにおいて一部の時計遺伝子の発現量が緑色光照射によって増加または減少したが、緑色光照射による発現変化は水温の違いによる発現変化に比べて小さかった。
水温や光が脳内に及ぼす可能性を検討するため、ホシガレイ脳内における時計タンパク質BMAL1の分布を免疫組織化学染色によって調べた。その結果、BMAL1が血管嚢の王冠細胞に局在することが明らかとなった。血管嚢はサクラマスにおいて日長条件を甲状腺ホルモンの活性に変換することが知られている。そこで、ホシガレイ脳における甲状腺ホルモンの活性化酵素の発現動態を調べた結果、その酵素の発現量が低水温と緑色光照射のいずれによっても増加することが示唆された。甲状腺ホルモンは、広く脊椎動物においてエネルギー代謝や行動、変態、季節変化に関わることから、カレイにおける緑色光の成長促進効果に甲状腺ホルモンが重要な役割を果たすことが示唆された。
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