| 研究課題/領域番号 |
21K19153
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 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
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| 研究機関 | 北里大学 |
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研究代表者 |
高橋 明義 北里大学, 海洋生命科学部, 教授 (10183849)
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| 研究分担者 |
水澤 寛太 北里大学, 海洋生命科学部, 准教授 (70458743)
清水 大輔 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(長崎), グループ長 (40443361)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
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| キーワード | メダカ / カレイ / 緑色光 / 水温 / 光波長 / 光量 / 時計遺伝子 / 甲状腺ホルモン / 血管嚢 / 低水温 / 適水温 / 明暗周期 / ホシガレイ / 脳 / 尾部 / 緑色光照射 / 体内時計 / 同調因子 / 摂餌 / 睡眠覚醒リズム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
魚類の摂餌活動は低水温下でほぼ停止する。しかし、マツカワ（カレイの一種）は本来なら摂餌をしないような低水温（7℃）においても緑色光下で摂餌を行い、しかも成長する。この現象の理解のために、低水温での摂餌の停止と緑色光による摂餌の回復に「体内時計の明暗同調」が関与すると考えた。これは次の2つの仮説を導く：①低水温において通常の光に対する体内時計の同調機能は低下する。よって，低水温に抵抗せず，摂餌しない。②低水温においても特定の波長光（カレイでは緑色光）は強力な光情報として体内時計を起動し環境に同調させる。よって，低水温でも明期（すなわち緑色光下で）に摂餌する。本研究はこれらの仮説を検証する。
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| 研究成果の概要 |
ヒラメ・カレイ類に緑色光を照射すると成長が促進される。成長促進効果は特に冬季に顕著である。本研究は、メダカとホシガレイにおいて低水温が多くの時計遺伝子の発現量を増大させ、発現リズムの減弱あるいはピーク時刻のずれをもたらすこと、ホシガレイにおいて緑色光照射が時計遺伝子の発現量に及ぼす影響は水温の違いによる発現変化に比べて小さいことを明らかにした。さらに、ホシガレイ脳における甲状腺ホルモンの活性化酵素の発現量が、低水温と緑色光照射のいずれによっても増加することを示した。本研究により、甲状腺ホルモンがカレイ・ヒラメ類における緑色光の成長促進効果に関与することが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
研究代表者らの研究成果がテレビや新聞で報道されたことにより、ヒラメ・カレイ類の緑色光照射飼育が、日本各地に導入されつつある。しかし緑色光による成長促進機構の全貌は明らかになっていない。本研究によって、甲状腺ホルモンが、低水温に対する適応だけでなく緑色光による成長促進現象にも関与することが初めて示唆された。本研究の成果は緑色光による成長促進機構の解明につながるものであり、緑色光照射飼育の普及を後押しする効果が期待される。また、本研究は、魚類で初めて甲状腺ホルモンの働きに環境光の波長スペクトルが関わることを示した。これは、学術的にも画期的な成果である。
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