| 研究課題/領域番号 |
21K19276
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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44:細胞レベルから個体レベルの生物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 |
古川 史也 北里大学, 海洋生命科学部, 講師 (80750281)
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| 研究分担者 |
高木 亙 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (90755307)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (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)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 卵黄 / 代謝 / 糖新生 / 脊椎動物 / トラザメ / ウズラ / カワヤツメ / 糖質 / 進化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、コチョウザメ、トラザメ、ネッタイツメガエル、ニワトリ（またはウズラ、令和4年度までに検討予定）の胚を用いて、卵黄代謝のメカニズムを分子生物学的・生理学的に明らかにすることを目指す。すでに真骨魚類ゼブラフィッシュで明らかとなりつつある糖代謝を中心とした卵黄代謝と上述の種における卵黄代謝を比較検討することで、脊椎動物における卵黄代謝の進化を考察することを目的とする。代謝の検討には、代謝関連遺伝子の発現解析、およびLC/MSを用いた代謝物分析を用いる。また、安定同位体トレーサーを用いた代謝活性の測定も検討している。
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| 研究実績の概要 |
これまでに研究代表者は、真骨魚類にみられるユニークな組織である卵黄多核層（YSL）において糖新生が起こっていることを発見している。本研究は、類似の現象が他の脊椎動物でも保存されているのか、またそれはどのように異なっているのかを比較し、進化の過程で生じた変遷を考察することを目標としている。
2022年度は、主にトラザメを用いた実験を行った。LC-MSを用いた分析の結果、放卵直後の卵と比較し、発生が進んだ個体における卵黄嚢において、グルコースが増加していることが分かった。更に、遺伝子発現定量の結果、この卵黄嚢において糖新生関連遺伝子が高発現していた。in situ hybridizationにより発現局在を検討したところ、卵黄嚢組織のうち、YSL様組織および内胚葉において、糖新生関連遺伝子の発現を確認した。これらの結果より、トラザメが有するYSL様組織および内胚葉が、真骨魚類のYSLと類似した機能を持つことが示唆された。
ネッタイツメガエルにおいては、既に内胚葉における糖新生関連遺伝子の発現を明らかにしていたが、発生過程での発現変動も明らかにした。また、グリコーゲンの合成が、糖新生とほぼ同時期に起こることも明らかになった。
また、ウズラを用いた予備的実験も行った。既に、ターゲット遺伝子の半数のクローニングを終えている。また、カワヤツメの胚が入手できたため、これを用いた遺伝子のクローニングを進めている。
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| 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
本研究は、すでに利用可能な技術を複数の異なる生物種に適用するものであり、現在までのところ大きな問題は生じていない。一方で、新たに解析を始めたカワヤツメにおいては、遺伝子のGC含有率の高さからクローニングが難しいという点があり、現在、条件検討を繰り返しながら進めている。
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| 今後の研究の推進方策 |
2023年度は本研究計画の最終年度であり、当初予定していた残り全ての実験を行う。
トラザメにおいては、卵黄嚢を用いたトレーサー実験を行う事で、糖新生活性を測定する。すなわち、卵黄嚢を培養液に入れ、同位体炭素13標識した代謝物と共に培養する。これを数時間後にサンプリングし、LC-MSにより同位体炭素を受け継いだ代謝物を特定する。
ウズラにおいては、昨年度までにトラザメで行ったものと同様の実験を行う。LC-MSを用いた代謝物解析および遺伝子発現解析を行う。可能であれば、トレーサーを用いた代謝活性測定も検討する。
カワヤツメについては、当初の予定にはなかったが、これも時間のある限り同様の方法で検討する予定である。
これらの結果をまとめ、脊椎動物門における卵黄を利用した糖新生部位の変化とその意義を考察する。
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