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光害による魚類生殖システムへの影響:脳深部神経に発現する光受容体から

研究課題

研究課題/領域番号 17K07486
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 動物生理・行動
研究機関新潟大学

研究代表者

北橋 隆史  新潟大学, 佐渡自然共生科学センター, 特任助教 (30749859)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2019年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード光受容体 / 光環境 / 生殖 / 脳 / 環境 / 遺伝子 / 脳・神経 / 生理学 / 動物
研究実績の概要

メダカ網膜(眼)において、非視覚光受容に関わるオプシンの一つであるopn4x1のmRNA量は明暗条件下で明期に増加して暗期に減少する日周リズムを示し、その変動リズムは主観的暗期を明期に置換したり逆に主観的明期を暗期に置き換えたりしても維持されていた。このことは網膜におけるopn4x1の遺伝子発現が基本的に生物時計によって調節されていることを示すと考えられる。一方で、CT/ZT0におけるopn4x1 mRNA量を明暗グループと3日間の恒明条件にさらしたグループとで比較すると、恒明グループが有意に高い値となり、opn4x1遺伝子の発現変動パターンは光による影響も受けることが明らかになった。ただし、これが光による直接的な発現誘導の結果なのかそれとも恒明条件下で生物時計が乱れた結果として見られるものなのかは、さらなる実験で確かめる必要がある。opn4x2 mRNA量は、有意な日周リズムを示さなかった。
メダカ脳においては、opn4x1もopn4x2も暗条件下でmRNA量が増加し明条件下で減少する遺伝子発現パターンを示したことから、生物時計とは無関係に光条件に依存した発現コントロールを受けていると考えられる。ただ、恒明条件下でも一定レベルのmRNAが検出されることから、メダカ脳内にはVALオプシンに見られたように複数のopsin4発現細胞集団があり、それぞれが異なる遺伝子発現調節を受けている可能性がある。
非視覚光受容体のオプシン遺伝子が、オプシンタイプ、組織、細胞集団ごとに生物時計や光によって様々な発現調節を受けることで、生物が光条件に応じて多様な生理・行動反応をとることが可能になると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Bangladesh Agricultural University(バングラデシュ)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Expression of neuropeptide Y and gonadotropin-releasing hormone gene types in the brain of female Nile tilapia (Oreochromis niloticus) during mouthbrooding and food restriction2019

    • 著者名/発表者名
      Das Kalpana、Ogawa Satoshi、Kitahashi Takashi、Parhar Ishwar S.
    • 雑誌名

      Peptides

      巻: 112 ページ: 67-77

    • DOI

      10.1016/j.peptides.2018.10.009

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Periodic regulation of expression of genes for kisspeptin, gonadotropin-inhibitory hormone and their receptors in the grass puffer: Implications in seasonal, daily and lunar rhythms of reproduction2018

    • 著者名/発表者名
      Ando Hironori、Shahjahan Md.、Kitahashi Takashi
    • 雑誌名

      General and Comparative Endocrinology

      巻: 印刷中 ページ: 149-153

    • DOI

      10.1016/j.ygcen.2018.04.006

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] クサフグの脳および眼における光受容体オプシン遺伝子の日周発現変動2019

    • 著者名/発表者名
      北橋隆史、上村佳正 、小木曽正造、鈴木信雄、安東宏徳
    • 学会等名
      第44回日本比較内分泌学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 日本海における環境光によるクサフグ産卵制御システムへの影響2019

    • 著者名/発表者名
      北橋隆史
    • 学会等名
      金沢大学 環日本海域環境研究センター 平成30年度共同研究成果報告会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Melatonin, the hormone of gloom: Implications in the semilunar-synchronized spawning of the grass puffer2018

    • 著者名/発表者名
      H. Ando, Md. Shahjahan, T. Kitahashi, A. Hattori
    • 学会等名
      8th Intercongress Symposium of the Asia and Oceania Society for Comparative Endocrinology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Thermoregulatory expression of GnIH, GnIH receptor, GH and PRL genes in the grass puffer during the spawning season2018

    • 著者名/発表者名
      Md. Shahjahan, Md. Lutfar Rahman, T. Kitahashi, H. Ando
    • 学会等名
      8th Intercongress Symposium of the Asia and Oceania Society for Comparative Endocrinology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CRISPR/Cas9システムを用いたアリールアルキルアミンN-アセチルトランスフェラーゼ2遺伝子aanat2ノックアウトクサフグ作製の試み2018

    • 著者名/発表者名
      北橋隆史,黒川大輔,上村佳正,飯田 碧,安東宏徳
    • 学会等名
      第43回日本比較内分泌学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Periodic Control of Kisspeptin and Its Receptor Gene Expression by Photic and Non-Photic Environmental Cues in the Grass Puffer, a Semilunar Spawner2017

    • 著者名/発表者名
      Hironori Ando, Md Shahjahan, Takashi Kitahashi
    • 学会等名
      18th International Congress of Comparative Endocrinology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] メダカ脳内における脳深部光受容体遺伝子発現の日周変動2017

    • 著者名/発表者名
      北橋隆史
    • 学会等名
      第42回日本比較内分泌学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-01-27  

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