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緩歩動物クマムシにおける求愛・交尾行動の初観測と性差をもたらす分子基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18J21345
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 動物生理・行動
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

杉浦 健太  慶應義塾大学, 理工学部, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2020年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2019年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードクマムシ / 精子 / 卵 / 接合子 / 生殖 / フェロモン / 微形態 / 受精 / 生殖行動 / 性決定 / 発生
研究実績の概要

2種の自由産卵を行う有性生殖クマムシ、Paramacrobiotus sp.とMacrobiotus shonaicusを用いて、雌雄配偶子とその接合子の観察を電子顕微鏡下で行った。その結果、Paramacrobiotus sp.の先体が極めて長く発達していること、両種の核がコイル状になっていることを見出した。また産卵直後の卵表面に精子が先体を介して結合している様子の撮影に初めて成功した。さらに交尾後のメスを解剖し、貯精嚢で精子の尾部が短縮化されることを確認した。これらの研究はクマムシの配偶子形態とその接合子を時系列に沿って明確に観察した初の研究であり、国際論文誌Zygoteに受理、公開された。
精子の形態が種間で大きく異なることから、それらの形態が水中での遊泳に与える影響を調べるため、筑波大学下田臨海実験所の稲葉一男博士、柴小菊博士と共同で、交尾中の精子遊泳をハイスピードカメラにて撮影した。遊泳中は精子の頭部と尾部の結合点である中片を先頭として、直進と曲進を繰り返していることを明らかにした。また頭部、尾部ともに長いParamacrobiotus sp.の方がM. shonaicusに比べて遊泳速度が早かった。ソフトウェアによる解析では、遊泳中の頭部での運動はほとんどなく、尾部の運動のみを用いて遊泳していることが示唆された。交尾後15分経過したメスの総排泄孔を電子顕微鏡で観察すると、強く密集した精子が絡まりあって付着していたことから、長い頭部は遊泳よりむしろメス体内への移入まで総排泄孔に密集するために必要であると考えられた。これらの研究は2件の国内学会で発表し、現在国際論文誌への投稿準備中である。
上記の研究に加えて、かねてより見出していたMilnesium属のクマムシ(オニクマムシ)の新種Milnesium pacificumと、タイプ種Milnesium tardigradumの日本初記録を論文としてまとめ、国際論文誌Zoological Scienceに受理、公開された。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Spermatozoa morphology changes during reproduction and first observation of acrosomal contact in two dioecious species of Macrobiotidae (Tardigrada: Eutardigrada)2020

    • 著者名/発表者名
      Sugiura Kenta、Matsumoto Midori
    • 雑誌名

      Zygote

      巻: 29 号: 1 ページ: 42-48

    • DOI

      10.1017/s0967199420000490

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Milnesium (Tardigrada: Apochela) in Japan: The First Confirmed Record of Milnesium tardigradum s.s. and Description of Milnesium pacificum sp. nov.2020

    • 著者名/発表者名
      Sugiura Kenta、Minato Hiroki、Matsumoto Midori、Suzuki Atsushi C.
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 37 号: 5 ページ: 476-495

    • DOI

      10.2108/zs190154

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Distribution of Macrobiotus shonaicus Stec, Arakawa & Michalczyk, 2018 (Tardigrada: Eutardigrada: Macrobiotidae) in Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Sugiura Kenta, Arakawa Kazuharu, Matsumoto Midori
    • 雑誌名

      Zootaxa

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Comparison of the transcriptomes of two tardigrades with different hatching coordination2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Yuki、Sugiura Kenta、Tomita Masaru、Matsumoto Midori、Arakawa Kazuharu
    • 雑誌名

      BMC Developmental Biology

      巻: 19 号: 1 ページ: 24-24

    • DOI

      10.1186/s12861-019-0205-9

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comparison of Sexual Reproductive Behaviors in Two Species of Macrobiotidae (Tardigrada: Eutardigrada)2019

    • 著者名/発表者名
      Kenta Sugiura, Hiroki Minato, Atsushi C Suzuki, Kazuharu Arakawa, Takekazu Kunieda, Midori Matsumoto
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 36 号: 2 ページ: 120-127

    • DOI

      10.2108/zs180103

    • NAID

      210000187074

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] クマムシの有性生殖と配偶子の形態2020

    • 著者名/発表者名
      杉浦健太
    • 学会等名
      第7回生殖若手の会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 歩くクマムシ、泳ぐ精子2020

    • 著者名/発表者名
      杉浦健太、梁瀬隆二、柴小菊、稲葉一男、松本緑
    • 学会等名
      第5回クマムシ学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ショウナイチョウメイムシ(Macrobiotus shonaicus)の生殖戦略2020

    • 著者名/発表者名
      杉浦健太, 梁瀬隆二、柴小菊、稲葉一男、松本緑
    • 学会等名
      日本動物学会関東支部会第72回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Transition of gametes structures on reproductive process in tardigrades Macrobiotus shonaicus2020

    • 著者名/発表者名
      Sugiura Kenta, Yanase Ryuji, Shiba Kogiku, Inaba Kazuo, Matsumoto Midori
    • 学会等名
      ABiS Symposium 電子顕微鏡イメージングの最先端と未来
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] クマムシの交尾も、味わい深い2019

    • 著者名/発表者名
      杉浦健太, 松本緑
    • 学会等名
      日本動物学会第90回大阪大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] クマムシの交尾も、味わい深い2019

    • 著者名/発表者名
      杉浦健太, 松本緑
    • 学会等名
      第4回クマムシ学研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] クマムシの精子の形態変化が与える生殖への影響2019

    • 著者名/発表者名
      杉浦健太, 松本緑
    • 学会等名
      日本進化学会第21回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] クマムシの精子の形態変化が与える生殖への影響2019

    • 著者名/発表者名
      杉浦健太, 松本緑
    • 学会等名
      第0回進化学若手の会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of sexual reproductive behaviors in two species of Macrobiotidae2018

    • 著者名/発表者名
      Kenta Sugiura, Hiroki Minato, Atsushi C Suzuki, Kazuharu Arakawa, Takekazu Kunieda, Midori Matsumoto
    • 学会等名
      14th International Symposium on Tardigrada
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生殖からみるクマムシの世界2018

    • 著者名/発表者名
      杉浦健太、鈴木忠、荒川和晴、國枝武和、松本緑
    • 学会等名
      日本動物学会第89回札幌大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ショウナイチョウメイムシは”ショウナイチョウメイムシ”か2018

    • 著者名/発表者名
      杉浦健太、湊廣輝、松本緑
    • 学会等名
      第3回クマムシ学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] クマムシにおけるDMドメイン遺伝子の進化2018

    • 著者名/発表者名
      杉浦健太、松本緑
    • 学会等名
      日本進化学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 生殖からみるクマムシの進化2018

    • 著者名/発表者名
      杉浦健太
    • 学会等名
      Evo-Devo青年の会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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