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卵黄栄養依存から採餌行動への移行を司る魚類神経メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03071
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分40040:水圏生命科学関連
研究機関東京農工大学 (2022-2023)
東京大学 (2020-2021)

研究代表者

馬谷 千恵  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (60779346)

研究分担者 神田 真司  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (50634284)
古川 史也  北里大学, 海洋生命科学部, 講師 (80750281)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワード真骨魚類 / 発達 / 神経ペプチド / 代謝 / 生理学 / 神経科学
研究開始時の研究の概要

魚類に代表される卵生動物は、卵黄を有する期間は体内栄養に依存して発育するが、卵黄が退縮すると体外に存在する餌を求める採餌行動を示すようになる。この採餌行動への移行に問題がある個体は死亡もしくは成長不良を引き起こす。ところが、「卵黄が退縮したことを検知して採餌行動を誘導する、生存に重要な分子メカニズム」は今日まで明らかとされていない。そこで本研究では、電気生理学・遺伝子工学・生化学を組み合わせた手法を用いて、この問いの解明を目指す。

研究実績の概要

魚類に代表される卵生動物は、卵黄を有する期間は体内栄養に依存して発育するが、卵黄が退縮すると体外に存在する餌を求める採餌行動を示すようになる。この採餌行動への移行に問題がある個体は死亡もしくは成長不良を引き起こすことが報告されている。ところが、「卵黄が退縮したことを検知して採餌行動を誘導する、生存に重要な分子メカニズム」は今日まで明らかとされていない。そこで本研究では、真骨魚類の一種のメダカをモデルに、電気生理学・遺伝子工学・生化学を組み合わせた手法を用いて、この問いの解明を目指す。これまでに、卵黄を除去した胚や卵黄抽出物を用いた解析により、卵黄のあるなしを検知して、脳で発現が変動する神経ペプチドの同定に至っている。特に本年度は、卵黄の退縮という飢餓を脳へ伝える卵黄成分の探索と、卵黄に応答する神経細胞において発現する神経ペプチドをノックアウトした個体の行動解析を進めてきた。卵黄成分に関しては、昨年度絞り込んだものに関して、投与を行った際に脳内のペプチドの発現変動が起きるかどうか解析を進めている。また、昨年度作出を開始した、in vivoでメダカ胚の活動を記録するために自家蛍光が無いメダカの掛け合わせを進め、系統化を行った。さらに、卵黄の大きさに応じた発現変動を示す神経ペプチドをノックアウトした個体とWT個体において摂食行動の解析を行った。そして、以上の研究成果の一部に関しては、第45回日本分子生物学会大会年会において発表した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

卵黄成分と行動解析に関して、データが蓄積しつつあるため。

今後の研究の推進方策

最終年度に向けて、卵黄成分の特定を進めるとともに、論文投稿の準備を進める。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Estrogen upregulates the firing activity of hypothalamic gonadotropin-releasing hormone (GnRH1) neurons in the evening in female medaka.2022

    • 著者名/発表者名
      Ikegami, K., Kajihara, S., Umatani, C., Nakajo, M., Kanda, S., and Oka, Y.
    • 雑誌名

      Journal of Neuroendocrinology

      巻: 34 号: 4

    • DOI

      10.1111/jne.13101

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular encoding and synaptic decoding of context during salt chemotaxis in C. elegans2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Shingo、Yoshitane Hikari、Mitsui Hinako、Sato Hirofumi、Umatani Chie、Kanda Shinji、Fukada Yoshitaka、Iino Yuichi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 2928-2928

    • DOI

      10.1038/s41467-022-30279-7

    • 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] Neuropeptide FF indirectly affects testicular morphogenesis and functions in medaka2022

    • 著者名/発表者名
      Tomihara Soma、Ikegami Kana、Shimomai Rinko、Umatani Chie
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 119 号: 46

    • DOI

      10.1073/pnas.2209353119

    • 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] In vitro and in vivo gene transfer in the cloudy catshark <i>Scyliorhinus torazame</i>2022

    • 著者名/発表者名
      Fujimori Chika、Umatani Chie、Chimura Misaki、Ijiri Shigeho、Bando Hisanori、Hyodo Susumu、Kanda Shinji
    • 雑誌名

      Development, Growth & Differentiation

      巻: 64 号: 9 ページ: 558-565

    • DOI

      10.1111/dgd.12824

    • 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] Co-existing neuropeptide FF and gonadotropin-releasing hormone 3 coordinately modulate male sexual behavior.2022

    • 著者名/発表者名
      Umatani, C., Yoshida, N., Yamamoto, E., Akazome, Y., Mori, Y., Kanda, S., Okubo, K., and Oka, Y.
    • 雑誌名

      Endocrinology

      巻: 163 号: 2 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1210/endocr/bqab261

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TMC4 is a novel chloride channel involved in high-concentration salt taste sensation2021

    • 著者名/発表者名
      Kasahara Y, Narukawa M, Ishimaru Y, Kanda S, Umatani C, Takayama Y, Tominaga M, Oka Y, Kondo K, Kondo T, Takeuchi A, Misaka T, Abe K, Asakura T.
    • 雑誌名

      J Physiol Sci

      巻: 71 号: 1 ページ: 23-23

    • DOI

      10.1186/s12576-021-00807-z

    • 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
  • [学会発表] 神経ペプチドを介した繁殖期依存的な摂食行動の調節機構2022

    • 著者名/発表者名
      田杭夕里佳, 武田進吾, 和井田洋世, 木村智貴, 神田真司, 武田洋幸, 岡良隆, 馬谷千恵
    • 学会等名
      NEURO2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] メダカ母体への高脂肪食投与が卵成熟および次世代個体の発生に与える影響の解析2022

    • 著者名/発表者名
      井上雄介, 福島真夏, 馬谷千恵, 武田洋幸
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 卵黄退縮という飢餓により発現変動を示す神経ペプチドの機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      馬谷千恵, 田杭夕里佳, 古川史也, 神田真司, 富原壮真, 武田洋幸, 岡良隆
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 真骨魚類におけるペプチドニューロンを介した行動調節機構の解析2022

    • 著者名/発表者名
      馬谷千恵
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] 卵黄依存的な発現変動を示す神経ペプチドの機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      馬谷千恵, 田杭夕里佳, 古川史也, 富原壮真, 神田真司, 武田洋幸, 岡良隆
    • 学会等名
      日本動物学会第92回大会オンライン米子大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メス性行動制御への関与が示唆される終脳腹側野領域におけるエストロジェン性修飾作用の形態学的基盤2021

    • 著者名/発表者名
      富原壮真, 馬谷 千恵, 中城光琴, 神田真司, 岡良隆
    • 学会等名
      日本動物学会第92回大会オンライン米子大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 脳下垂体の光受容を起点とした体色変化メカニズムの解析2021

    • 著者名/発表者名
      福田彩華, 佐藤恵太, 藤森千加, 馬谷千恵, 神田真司
    • 学会等名
      日本動物学会第92回大会オンライン米子大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 母親への栄養刺激がメダカ卵形成および次世代個体へもたらす影響の解析2021

    • 著者名/発表者名
      福島真夏, 井上雄介, 馬谷千恵, 武田洋幸
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] メダカを用いたエストロジェンによるGnRHニューロン制御機構の神経生理学的解析2020

    • 著者名/発表者名
      梶原聖、池上花奈、馬谷千恵、中城光琴、神田真司、岡良隆
    • 学会等名
      日本動物学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] HPG軸関連遺伝子欠損メダカを用いた生殖腺制御と性行動制御を結びつける機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      下舞凜子、富原壮真、中城光琴、馬谷千恵、岡良隆
    • 学会等名
      日本動物学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 研究用メダカで見られる原種とは違った表現型とその遺伝的基盤について2020

    • 著者名/発表者名
      冨田大貴、安齋賢、馬谷千恵、神田真司
    • 学会等名
      日本動物学会第91回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 繁殖期の摂食促進を司る脳内機構解析2020

    • 著者名/発表者名
      田杭夕里佳、武田進吾、和井田洋世、木村智貴、神田真司、岡良隆、馬谷千恵
    • 学会等名
      第20回東京大学生命科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] Integrated analyses using medaka as a powerful model animal toward understanding various aspects of reproductive regulation. In: d'Angelo L, Girolamo P editors. Laboratory Fish in Biomedical Research2021

    • 著者名/発表者名
      Umatani, C., Nakajo, M., Kayo, D., Oka, Y., Kanda, S.
    • 総ページ数
      28
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      9780128210994
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-12-25  

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