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両生類におけるアクアポリンの生理学的役割、遺伝子発現調節機構、および進化プロセス

研究課題

研究課題/領域番号 13J04065
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 形態・構造
研究機関静岡大学

研究代表者

柴田 侑毅  静岡大学, 創造科学技術大学院, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2013年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードアクアポリン / 皮膚腺 / ネッタイツメガエル / ニシブチイモリ / アルギニンバソトシン
研究実績の概要

減水環境で飼育したネッタイツメガエルは、水中環境では示さない腹側皮膚を介した水吸収を行うようになり、乾燥した環境に順応する可能性があることを1年目の研究で示した。さらに、減水環境で飼育するとAQPa2S mRNAおよびタンパク質の発現が確認された。そこで水棲無尾両生類の乾燥環境適応に最も重要であると考えられるAQPa2Sの転写調節機構の解明を目的として以下の実験を行った。減水環境または水中で飼育したネッタイツメガエルの大腿部皮膚をcollagenase 処理し、表皮と真皮を分離した。このうち表皮のみを液体窒素で凍結し、次世代シーケンサーMiseq (illumina)を用いたトランスクリプトーム解析を行った。その結果、減水環境において発現量が増加した203個の因子および発現量が低下した424個の因子を同定した。今後AQPa2Sの転写制御に関わる因子の同定が期待される。
共同研究者であるHillyard教授の研究室において陸棲の有尾両生類ブチイモリを用いて、腹側皮膚を介した水吸収機構の生理学的な解析を行った。その結果、他の水棲(アカハライモリ)・半水棲(シリケンイモリ)のイモリに対して、ブチイモリのみがホルモン投与に応答して、腹側皮膚を介した水吸収を行うこと示した。また、免疫組織学的な解析からAQPa2SはAVTに応答して最外顆粒細胞のアピカル側細胞膜に局在することを示した。これらの結果は、陸棲のブチイモリが多くの陸棲や樹上棲の無尾両生類と同様に、抗利尿ホルモン応答性AQPa2Sの局在を変化させることで、腹側皮膚から水を吸収して水恒常性を維持していることを示している。本研究により、有尾両生類が無尾両生類と同様の腹側皮膚型AQP(AQPa2S)を介した水吸収機構を有していることが示された。これは同時に、本水吸収機構の起源が無尾目と有尾目の共通の祖先にまで遡ることが出来ることを示している。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (8件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Molecular and cellular characterization of urinary bladder-type aquaporin in Xenopus laevis2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Shibata, Izumi Katayama, Yuji Ogushi, Takashi Nakakura, Reiko Okada, Shigeyasu Tanaka, Masakazu Suzuki.
    • 雑誌名

      Gen Comp Endocrinol.

      巻: 222 ページ: 11

    • DOI

      10.1016/j.ygcen.2014.09.001

    • URL

      https://pure.teikyo.jp/en/publications/ebee320d-4860-43d8-8d2f-dc47031c40fb

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Novel vasotocin-regulated aquaporins expressed in the ventral skin of semiaquatic anuran amphibians: evolution of cutaneous water-absorbing mechanisms.2014

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Saitoh, Yuji Ogushi, Yuki Shibata, Reiko Okada, Masakazu Suzuki, and Shigeyasu Tanaka.
    • 雑誌名

      Endocrinology

      巻: 155(6) ページ: 2166-2177

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Gene expression and localization of two types of AQP5 in Xenopus tropicalis under hydration and dehydration2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Shibata, Takahiro Sano, Nobuhito Tsuchiya, Reiko Okada, Hiroshi Mochida, Shigeyasu Tanaka, Masakazu Suzuki.
    • 雑誌名

      Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol

      巻: 307

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Gene expression and localization of two types of AQP5 in Xenopus tropicalis under hydration and dehydration.2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Shibata, Junya Hara, Takahiro Sano, Masakazu Suzuki, Reiko Okada, Hiroshi Mochida, and Shigeyasu Tanaka.
    • 雑誌名

      Am J Physiol Regul lntegr Comp Physiol

      巻: (In press) 号: 1 ページ: R44-R56

    • DOI

      10.1152/ajpregu.00186.2013

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel vasotocin-regulated aquaporins expressed in the ventral skin of semiaquatic anuran amphibians : evolution of cutaneous water-absorbing mechanisms2014

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Saitoh, Yuji Ogushi, Yuki Shibata, Reiko Okada, Masakazu Suzuki, and Shigeyasu Tanaka
    • 雑誌名

      Endocrinology

      巻: (In press)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] カエルツボカビ(Batrachochytrium dendrobatidis)が無尾両生類の皮膚を介した水透過性に与える影響2014

    • 著者名/発表者名
      ○柴田侑毅, 嘉手苅将, 常盤俊大, 宇根有美, 鈴木雅一
    • 学会等名
      平成26年度 日本動物学会中部支部大会能登大会
    • 発表場所
      能登、石川県、金沢大学環日本海域環境研究センター臨海実験施設
    • 年月日
      2014-11-22 – 2014-11-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Expression and function of aquaporins in Xenopus tropicalis under hydration and dehydration2014

    • 著者名/発表者名
      ○Yuki Shibata, Takahiro Sano, Reiko Okada, Shigeyasu Tanaka, Masakazu Suzuki.
    • 学会等名
      第39回日本比較内分泌学会大会・第8回国際両生類爬虫類神経内分泌学会 合同大会
    • 発表場所
      岡崎、愛知県、自然科学研究機構 基礎生物学研究所
    • 年月日
      2014-11-07 – 2014-11-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Anuran-specific aquaporin 2 ortholog in a urodele, evidence for early gene duplication in amphibian evolution2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Shibata, Masakazu Suzuki, Takatoshi Nagai, ○Stanley Hillyard
    • 学会等名
      2014 APS Intersociety Meeting, Comparative Approaches to Grand Challenges in Physiology
    • 発表場所
      サンディエゴ、カリフォルニア、Town and Country Resort and Convention Center、アメリカ
    • 年月日
      2014-10-05 – 2014-10-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Influence of the chytrid fungus on cutaneous water permeability of anuran amphibians2014

    • 著者名/発表者名
      ○Yuki Shibata. Sho Kadekaru, Toshihiro Tokiwa, Yumi Une, Masakazu Suzuk
    • 学会等名
      ELSU symposium 2014
    • 発表場所
      静岡、静岡県、ペガサート
    • 年月日
      2014-09-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 有尾両生類における腹側皮膚型アクアポリン(AQPa2S)の機能と分子進化2014

    • 著者名/発表者名
      ○柴田侑毅, Stanley D Hillyard, 岡田令子, 田中滋康, 鈴木雅一, 長井孝紀
    • 学会等名
      第85回日本動物学会大会
    • 発表場所
      仙台、宮城県、東北大学
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 有尾両生類に発現する両生類特異的なAVT調節性アクアポリン(AQP)の機能と分子進化2014

    • 著者名/発表者名
      柴田侑毅, Stanley D Hillyard, 岡田令子, 田中滋康, 鈴木雅一, 長井孝紀
    • 学会等名
      日本動物学会中部支部大会岡崎大会
    • 発表場所
      基礎生物学研究所(愛知県)
    • 年月日
      2014-03-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ネッタイツメガエルの腹側皮膚型アクアポリン(AQP)を介した極限水環境への順応機構2013

    • 著者名/発表者名
      柴田侑毅, 佐野貴太, 岡田令子, 鈴末雅一, 田中滋康
    • 学会等名
      第84回日本動物学会大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山県)
    • 年月日
      2013-09-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Molecular evolution and function of the orthologue of mammalian aquaporin 5 in anuran and urodule amphibians2013

    • 著者名/発表者名
      Yuki Shibata, Stanley D Hillyard, Masakazu Suzuki, Reiko Okada^1, Takatoshi Nagai, Shigeyasu Tanaka
    • 学会等名
      17^<th> International Congress of Comparative Endocrinology
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] Advances in Animal Science and Zoology2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Shibata , Masakazu Suzuki
    • 総ページ数
      20
    • 出版者
      Aquaporins and Water Homeostasis in Xenopus
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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