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二枚貝の脳ホルモンが制御する性分化と性成熟ーその分子機構と種苗生産への展開ー

研究課題

研究課題/領域番号 20H00426
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分40:森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

尾定 誠  東北大学, 農学研究科, 教授 (30177208)

研究分担者 佐竹 炎  公益財団法人サントリー生命科学財団, 生物有機科学研究所・統合生体分子機能研究部, 主幹研究員 (20280688)
原口 省吾  昭和大学, 医学部, 講師 (20592132)
長澤 一衛  東北大学, 農学研究科, 助教 (50794236)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
45,630千円 (直接経費: 35,100千円、間接経費: 10,530千円)
2022年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
2021年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円)
2020年度: 19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
キーワード二枚貝 / 性分化 / 生殖細胞 / GnRH / ステロイドホルモン
研究開始時の研究の概要

本研究では、食害・寄生、感染、環境激変によって資源量が激減している、養殖二枚貝の資源回復と安定生産のための人工種苗生産の高度化実現を目指して、神経内分泌による生殖制御メカニズム解明と神経内分泌制御による性統御、人工催熟の確立を目的に、生殖細胞の起源と運命、2種類のホタテガイ生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン(pyGnRHペプチド)による性分化と発達の制御メカニズム、ホタテガイGnRH受容体の機能特性、pyGnRHによるステロイドホルモン生合成の制御、主要二枚貝に機能的な汎用性GnRHペプチドの設計と主要な養殖二枚貝類への適用を図り、親貝の性統御と人工催熟に基づく高度な人工種苗生産技術を開発する。

研究成果の概要

ホタテガイは、産卵後においてもvasa遺伝子を発現する未分化な初期の生殖細胞を保持し、再び発達させることを明らかにした。ホタテガイ中枢神経における2種類の生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン(pyGnRH11aaPro-NH2、pyGnRH12aaGly-OH)は雄で優勢な前者と雌で優勢な後者が特徴付けられた。それぞれの雌雄における性分化と生殖細胞発達の促進と相互の拮抗する関係を明らかにした。ホタテガイとヒトのキメラエストロゲン受容体のみが応答するホタテガイ生殖巣のエストロゲン様物質の存在が明らかになり、内因性エストロゲン様分子の仲介による生殖を制御するGnRHシグナルの作用機構の存在が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

害的生物による食害や感染による斃死、環境激変による資源量や養殖生産量の激減によって、二枚貝養殖の持続的生産が危ぶまれている。それを解決するためには、二枚貝の人工種苗生産技術の開発が急務である。
本研究では、二枚貝における性分化・性成熟に関する生殖内分泌調節機構を解明し、性統御及び人工催熟へ適用することにある。脳ホルモンであるGnRHペプチドとステロイドホルモンによる性分化と生殖細胞発達の制御メカニズムが明らかになり、この基盤情報を人工種苗生産技術として応用する意義は、食料としての水産物増産のみならず、生殖内分泌機構に関わる生物の普遍的なメカニズムとその進化の解明においても非常に大きな意義がある。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Expression and functional analyses for estrogen receptor and estrogen related receptor of Yesso scallop, Patinopecten yessoensis2023

    • 著者名/発表者名
      Wenbin Gu, Tongchai Thitiphuree, Yurika Otoki, Emily C. Marquez, Takeshi Kitano, Naoki Itoh, Kazue Nagasawa, Makoto Osada
    • 雑誌名

      The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology

      巻: 231 ページ: 106302-106302

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Gene delivery available in molluscan cells by strong promoter discovered from bivalve-infectious virus2022

    • 著者名/発表者名
      Yoon Jeongwoong、Gu Wen-Bin、Konuma Mizuki、Kobayashi Mutsuko、Yokoi Hayato、Osada Makoto、Nagasawa Kazue
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 119 号: 45 ページ: 209910119-209910119

    • DOI

      10.1073/pnas.2209910119

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Diversified Biomineralization Roles of Pteria penguin Pearl Shell Lectins as Matrix Proteins2021

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Ogawa*, Rie Sato, Takako Naganuma, Kayeu Liu, Saho Sato, Shizuka Sakaue, Makoto Osada, Kyosuke Yoshimi and Koji Muramoto
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Sci.

      巻: 22 号: 3 ページ: 1081-1081

    • DOI

      10.3390/ijms22031081

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Seasonal composition of immature germ cells in the Yesso scallop identified by vasa-like gene (my-vlg) and protein expression, with evidence of irregular germ cell differentiation accompanied with a high mortality event2021

    • 著者名/発表者名
      Mokrina Mariia、Nagasawa Kazue、Kanamori Makoto、Natsuike Masafumi、Osada Makoto
    • 雑誌名

      Aquaculture Reports

      巻: 19 ページ: 100613-100613

    • DOI

      10.1016/j.aqrep.2021.100613

    • 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] Gonadal somatic cell-specific transforming growth factor-β superfamily member in the Yesso scallop reveals gonadal somatic cell distribution during the reproductive phase2021

    • 著者名/発表者名
      Konuma Mizuki、Nagasawa Kazue、Mokrina Mariia、Kobayashi Mutsuko、Osada Makoto
    • 雑誌名

      Gene

      巻: in press ページ: 145627-145627

    • DOI

      10.1016/j.gene.2021.145627

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ホタテガイの糖タンパ質ホルモンと受容体Fshr-lの制御経路の解明と生殖巣発達への影響2022

    • 著者名/発表者名
      顧文彬・Shenelle Pamela Bairan LIM・長澤一衛・尾定誠
    • 学会等名
      令和4年度日本水産学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ホタテガイの2種類のpyGnRHペプチドによる性分化と生殖細胞発達への影響2022

    • 著者名/発表者名
      顧文彬・Mariia Mokrina・Shenelle Pamela Bairan LIM・小林睦子・栖原健吾・長澤一衛・尾定誠
    • 学会等名
      令和4年度日本水産学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ホタテガイ血球の形態・性状と遺伝子発現に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      長澤一衛(東北大院農)・金森誠(北総研機構)・小林睦子・Mokrina Mariia・Yoon Jeongwoong・加藤嵩大・尾定誠
    • 学会等名
      令和4年度日本水産学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 海産軟体動物由来の初代細胞培養の樹立と二枚貝感染ウイルスプロモーターを用いた遺伝子導入系の確立2022

    • 著者名/発表者名
      Jeongwoong YOON・Wen-Bin GU・小沼瑞・小林睦子・横井勇人・尾定誠・長澤一衛
    • 学会等名
      第46回日本比較内分泌学会大会及びシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ホタテガイの内因性エストロゲン様分子の探索2022

    • 著者名/発表者名
      GU WENBIN・原口省吾・長澤一衛・尾定誠
    • 学会等名
      第46回日本比較内分泌学会大会及びシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Gonadotropin-releasing hormone, GnRH, in invertebrates -Functional evolution and diversity-2022

    • 著者名/発表者名
      Makoto Osada, Kazue Nagasawa
    • 学会等名
      Tohoku University-OIST 3rd Joint Workshop on Biodiversity: From Genes and Species to Ecosystem Services and Resilienc
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 養殖海域における新しい赤潮・貝毒プランクトン対策技術の開発2022

    • 著者名/発表者名
      尾定誠
    • 学会等名
      令和4年度青函水産試験研究交流会議(ホタテ部会)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 糖タンパク質ホルモンと受容体FSHRによるホタテガの生殖腺発達への制御機構2021

    • 著者名/発表者名
      顧文彬・尾定誠・長澤一衛
    • 学会等名
      令和3年度日本水産学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 二枚貝浮遊幼生の着底・変態の神経支配と光による制御2021

    • 著者名/発表者名
      尾定誠・長田知大・長澤一衛・顧文彬・堀雅敏・内木敏人・寺井しま
    • 学会等名
      令和3年度日本水産学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ホタテガイの濾胞刺激ホルモン(Fsh)および受容体(Fshr)様分子の探索と生殖巣発達への影響2021

    • 著者名/発表者名
      Gu Wenbin・Shenelle Pamela Bairan Lim・長澤一衛・尾定誠
    • 学会等名
      第45回日本比較内分泌学会大会及びシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ホタテガイ生殖巣の初代培養およびエレクトロポレーションによる遺伝子導入の試み2021

    • 著者名/発表者名
      Jeongwoong YOON・Mizuki KONUMA・Gu WEN-BIN・Mutsuko KOBAYASHI・Makoto OSADA・Kazue NAGASAWA
    • 学会等名
      第45回日本比較内分泌学会大会及びシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マイクロインジェクションを用いた二枚貝類受精卵への遺伝子導入法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      小沼瑞・尾定誠・Jeongwoong Yoon・小林睦子・長澤一衛
    • 学会等名
      第45回日本比較内分泌学会大会及びシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 二枚貝類における組織移植技術(グラフト)の開発2021

    • 著者名/発表者名
      吉野里穂・Jeongwoong Yoon・小林睦子・小沼瑞・尾定誠・長澤一衛
    • 学会等名
      第45回日本比較内分泌学会大会及びシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ホタテガイ血球の細胞学的解析と造血組織特定への試み2020

    • 著者名/発表者名
      長澤一衛・Mariia Mokrina・金森誠・夏池真史・尾定誠
    • 学会等名
      令和2年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Quantitative analysis of reproductive status and evidences of “minor” spawning event in Mizuhopecten yessoensis in Funka Bay2020

    • 著者名/発表者名
      Mariia Mokrina, Kazue Nagasawa, Makoto Kanamori, Masafumi Natsuike, Makoto Osada
    • 学会等名
      令和2年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 雄ホタテガイのpyGnRH11AA及びpyGnRH12AAペプチドホルモンの性分化と精子形成に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      角田渉・小泉慎太朗・吉田達・長澤一衛・尾定誠
    • 学会等名
      令和2年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ホタテガイ養殖の未来を考える2020

    • 著者名/発表者名
      尾定誠
    • 学会等名
      令和2年度日本水産学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ホタテガイにおける2種類のpyGnRHの性分化と卵形成に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      福島隆広・Tongchi Thitiphuree・長澤一衛・尾定誠
    • 学会等名
      令和2年度日本水産学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ホタテガイ生殖巣において体細胞特異的に発現する遺伝子の同定2020

    • 著者名/発表者名
      小沼瑞・長澤一衛・Mokrina Mariia・小林睦子・尾定誠
    • 学会等名
      令和2年度日本水産学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 二枚貝浮遊幼生の着底・変態における神経ホルモンの影響2020

    • 著者名/発表者名
      長田知大・加藤元一・内木敏人・寺井しま・長澤一衛・尾定誠
    • 学会等名
      令和2年度日本水産学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] Chapter 6 “Endocrine control of gametogenesis and spawning in bivalves” in Advances in Invertebrate (Neuro) Endocrinology, Volume 1: A Collection of Reviews in the Post-Genomic Era.2020

    • 著者名/発表者名
      Makoto Osada, Toshie Matsumoto
    • 総ページ数
      406
    • 出版者
      Apple Academic Press
    • ISBN
      9781771888929
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] Chapter 7 “Gametogenesis, Spawning, and Fertilization in Bivalves and Other Protostomes.” In Reproduction in Aquatic Animals2020

    • 著者名/発表者名
      Ryusaku Deguchi, Makoto Osada
    • 総ページ数
      379
    • 出版者
      Springer Nature
    • ISBN
      9789811522895
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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