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肝臓で作られる魚類の強固な卵膜~その形成機構の解明~

研究課題

研究課題/領域番号 19K06744
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分44040:形態および構造関連
研究機関城西大学

研究代表者

佐野 香織  城西大学, 理学部, 准教授 (70612092)

研究分担者 神田 真司  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (50634284)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード卵膜形成の仕組み / ZPタンパク質 / コリオン / 組換えタンパク質作製 / zona pellucida / 卵膜形成 / 魚類卵膜 / 発現場所の変化 / zp遺伝子 / 卵膜合成機構 / 真骨魚類 / 組換えタンパク質 / 遺伝子発現場所の変化
研究開始時の研究の概要

魚類の卵膜は元来卵細胞が合成していたが、その進化過程で合成場所が肝臓へと移行したことが知られている。このようなダイナミックな変化が起きた機構を検証するためにはまだ解明されていない、魚類の卵膜形成メカニズムを理解する必要がある。本申請では、新たに構築する、蛍光ラベルしたZP組換えタンパク質を用いて卵膜形成の過程をリアルタイムに観察する分子レベルのin vitro 実験系と、トランスジェニックやノックアウトから解析する個体レベルの遺伝学的手法の両方を用いてこの問いの解明を目指す。

研究成果の概要

真骨魚類の卵を覆う構造物である卵膜は、zona pellucida (ZP)タンパク質で構成されている。真骨魚類の進化過程で卵膜形成器官は卵細胞自身から母体の肝臓へと大きく変化したことが知られている。このようなダイナミックな変化を遂げるためには「ZP遺伝子の発現場所の変化」「肝臓から卵巣へのZPタンパク質の輸送の仕組み」「卵細胞外から運ばれてきたZPでの卵膜形成の仕組み」など多くの変化を伴う必要があることが予想されるが、本研究において、「ZP遺伝子の発現場所の変化」のみで成し遂げられる可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

真骨魚類の卵膜だけでなく、哺乳類を含む四肢動物の透明帯、鳥類の卵黄膜、両生類の卵膜もzona pellucida (ZP)タンパク質で構成されている。このように、ZPタンパク質は広く保存されているタンパク質であることから、その詳細な卵膜形成の仕組みを理解することは、重要である。さらに、真骨魚類の進化において卵膜を形成する器官が卵細胞から母体の肝臓へと大きな変化を遂げている。本研究において、非常に複雑な変化に見えるこのような現象が、実は遺伝子の発現場所の転換のみで達成できた可能性を示した。これは生物の進化過程で起きた様々な転換を理解するひとつの例となると考えている。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Lineage‐specific evolution of zona pellucida genes in fish2022

    • 著者名/発表者名
      Sano Kaori、Shimada Sho、Mibu Hideki、Taguchi Mizuki、Ohsawa Takasumi、Kawaguchi Mari、Yasumasu Shigeki
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution

      巻: 338 号: 3 ページ: 181-191

    • DOI

      10.1002/jez.b.23122

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cubam receptor-mediated endocytosis in hindgut-derived pseudoplacenta of a viviparous teleost <i>Xenotoca eiseni</i>2021

    • 著者名/発表者名
      Iida Atsuo、Sano Kaori、Inokuchi Mayu、Nomura Jumpei、Suzuki Takayuki、Kuriki Mao、Sogabe Maina、Susaki Daichi、Tonosaki Kaoru、Kinoshita Tetsu、Hondo Eiichi
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Biology

      巻: - ページ: 242613-242613

    • DOI

      10.1242/jeb.242613

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Expression and antimicrobial activity of liver-expressed antimicrobial peptides in the ovaries of the viviparous teleost Xenotoca eiseni2021

    • 著者名/発表者名
      Iida Atsuo、Nakai Risako、Yoshida Junki、Sano Kaori、Hondo Eiichi
    • 雑誌名

      Fish &amp; Shellfish Immunology

      巻: 118 ページ: 405-410

    • DOI

      10.1016/j.fsi.2021.09.029

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 卵巣由来zona pellucida (ZP)で卵膜を形成するゼブラフィッシュは 血中に存在するZPで卵膜を形成する能力も備える2021

    • 著者名/発表者名
      渡邊花菜、神田真司、佐野香織
    • 学会等名
      第92回 日本動物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 魚類の卵膜は先に形成されたものほど最外層側になる ~そのメカニズムの解明~2021

    • 著者名/発表者名
      渡邊花菜、神田真司、佐野香織
    • 学会等名
      第7回 ユニーク会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] メダカとゼブラフィッシュの肝臓由来および卵巣由来リコンビナントZPの作製2020

    • 著者名/発表者名
      渡邊花菜、高橋希望、神田真司、佐野香織
    • 学会等名
      日本動物学会 第91回大会 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 非モデル魚のシステムをモデル魚上で遺伝子工学的手法により模倣する2020

    • 著者名/発表者名
      藤森
    • 学会等名
      日本動物学会 第91回大会 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] メダカとゼブラフィッシュの肝臓由来および卵巣由来リコンビナントZPの作製2020

    • 著者名/発表者名
      渡邊花菜、神田真司、佐野香織
    • 学会等名
      日本動物学会 関東支部会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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