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2022 Fiscal Year Research-status Report

バナジウム除去海水環境下で飼育したホヤの生理学的変化の網羅的検証

Research Project

Project/Area Number 22K06317
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

植木 龍也  広島大学, 統合生命科学研究科(理), 准教授 (10274705)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywordsホヤ / バナジウム / 海水 / 金属濃縮 / 金属除去 / 遺伝子発現
Outline of Annual Research Achievements

本研究ではバナジウムを除去した海水環境でホヤを飼育することで起こる生理学的変化を網羅的かつ多角的に解析する。本年度は(1) バナジウムの高度な除去技術の確立、(2) バナジウム除去海水環境でのホヤ飼育、(3)ホヤ幼若体のRNA-seq解析を行った。
具体的には、項目(1)-1として、固相抽出カラム、バナジウム濃縮能をもつ海洋性細菌を固定化したカラムの2つを検討した。少額備品として2流路ペリスタポンプを購入して実験に用いた。また、項目(1)-2としてホヤの餌である珪藻からのバナジウム除去手法を検討した。項目(2) として、低バナジウム条件下でホヤの飼育を行った。代表的なバナジウム濃縮種であるスジキレボヤの幼若体および成体の飼育を試みた。幼若体はプラスチックシャーレ中で現有の恒温インキュベーターに入れて飼育した。成体の飼育にはオーバーフロー方式の自動排水制御システムを開発した。項目(3)として、正常海水で飼育したスジキレボヤ幼若体のRNA-seq解析を行った。RNA-seqはシークェンスまで外注し、現有PCワークステーションを用いてデータ解析を行った。
以上の研究で、自然海水からのバナジウムのみを除去するのは技術的に困難であること、市販の人工海水は非常にバナジウム含有量が低いこと、人工海水にバナジウムを添加した海水で幼若体を飼育できること、幼若体まるごとRNAを抽出してRNA-seq解析によって遺伝子発現を解析できることがわかった。RNA-seq解析における餌の珪藻による影響は小さかった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

おおむね順調に進捗している。市販の人工海水は非常にバナジウム含有量が低いことと、人工海水にバナジウムを添加した海水で幼若体を飼育できることがわかった。幼若体まるごとRNAを抽出してRNA-seq解析によって遺伝子発現を解析できることもわかった。関連する研究成果を学術雑誌および学会において発表した。

Strategy for Future Research Activity

ほぼ当初予定通り推進する。今後2年間の研究期間で、ひきつづき(1)低バナジウム海水環境でのホヤ飼育を行い、(2) バナジウム含有量や成長度および遺伝子発現変動等の網羅的解析を行う。さらに(3) 発現変動の顕著な遺伝子の機能解析を実施する。具体的には、(1)スジキレボヤおよびカタユウレイボヤ幼若体をシャーレで飼育し、RNAを抽出する。RNA-seqおよび腸内細菌叢解析を、シークェンスまで外注し、現有PCワークステーションを用いてデータ解析を行い、発現に差がある遺伝子を見出す。(2)バナジウム含有量と成長度(体長・体重の測定)および健康度(主要な代謝系遺伝子群およびバナジウム濃縮関連遺伝子群の発現レベルおよび腸内細菌叢解析)を検証する。(3)特に顕著な発現変動を示す遺伝子について組換タンパク質を作製して機能解析を行う。幼生期に顕著な変動が観られた遺伝子については逆遺伝学的機能解析を実施する。

Causes of Carryover

研究はおおむね順調に進捗したが、消耗品の購入額などにより若干の余剰が生じた。余剰分は次年度の助成金と合算しておおむね計画通り研究に使用する予定である。

  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Concomitant downregulation of neuropeptide genes in a marine snail with consecutive sexual maturation after a nuclear disaster in Japan2023

    • Author(s)
      Morishita Fumihiro、Horiguchi Toshihiro、Akuta Hiroto、Ueki Tatsuya、Imamura Takuya
    • Journal Title

      Frontiers in Endocrinology

      Volume: 14 Pages: 01~14

    • DOI

      10.3389/fendo.2023.1129666

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The acidic amino acid-rich C-terminal domain of VanabinX enhances reductase activity, attaining 1.3- to 1.7-fold vanadium reduction2022

    • Author(s)
      Adi Tri Kustono、Fujie Manabu、Satoh Nori、Ueki Tatsuya
    • Journal Title

      Biochemistry and Biophysics Reports

      Volume: 32 Pages: 101349~101349

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2022.101349

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] カタユウレイボヤの腸内容物からのバナジウム耐性細菌の同定と機能解析2022

    • Author(s)
      Dewi Yuliani、森下文浩、今村拓也、植木龍也
    • Organizer
      2022年度 中国四国動物生理シンポジウム
  • [Presentation] トランスクリプトーム解析からみたイボニシの通年成熟現象2022

    • Author(s)
      森下文浩、堀口敏宏、飽田寛人、植木龍也、今村拓也
    • Organizer
      2022年度 中国四国動物生理シンポジウム
  • [Presentation] 実海域における生分解性プラスチックへの付着菌叢および崩壊度と相関性が高い菌種について2022

    • Author(s)
      三浦隆匡、島村麻美子、臼井絵里香、森美穂子、内野佳仁、山口薫、笠石里江子、日高晧平、坪井隼、三森クリスティーナ、齋藤祐介、山田美和、加藤太一郎、吉田真明、植木龍也、田川訓史、木下浩、照井保幸、紙野圭
    • Organizer
      日本微生物生態学会第35回札幌大会
  • [Presentation] 福島第一原発近海で通年成熟現象を起こした巻貝における神経ペプチド前駆体遺伝子発現の一斉低下2022

    • Author(s)
      森下文浩、堀口敏宏、飽田寛人、植木龍也、今村拓也
    • Organizer
      第46回日本比較内分泌学会大会
  • [Presentation] 生殖の季節性を失った巻貝(イボニシ)の神経節における遺伝子の発現変動2022

    • Author(s)
      森下文浩、堀口敏宏、飽田寛人、植木龍也、今村拓也
    • Organizer
      日本動物学会第93回早稲田大会
  • [Presentation] ミズクラゲ生殖巣で発現する HMGタンパク質2022

    • Author(s)
      高村 克美、水上 雅晴、植木龍也
    • Organizer
      日本動物学会第93回早稲田大会
  • [Presentation] Differential regulation of human and mouse neural stem cells mediated by species-specific promoter-associated non-coding RNAs (pancRNAs)2022

    • Author(s)
      今村拓也、Boyang A、安東明莉、槇村有紗、徳永真結莉、植木龍也、森下文浩
    • Organizer
      神経科学会Neuro2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 福島第一原発周辺の潮間帯で通年成熟現象を起こしたイボニシにおける神経ペプチド前駆体遺伝子の発現変動2022

    • Author(s)
      森下文浩、堀口敏宏、飽田寛人、植木龍也、今村拓也
    • Organizer
      2022年度中国四国生物系三学会大会島根大会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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