“ステロイドホルモン系”の原始左右相称動物での黎明は、共生藻がもたらしたか？

• 研究課題/領域番号: 22K19312
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 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
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 坂本 竜哉 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (10294480)
• 研究分担者: 永田 晋治 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (40345179) ; 濱田 麻友子 岡山大学, 自然科学学域, 准教授 (40378584) ; 坂本 浩隆 岡山大学, 自然科学学域, 准教授 (20363971)
• 研究期間 (年度): 2022-06-30 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
• キーワード: 進化

研究開始時の研究の概要

ヒトなど後口動物のステロイドホルモン系の誕生における藻類の重要性に迫る。原始的な後口動物、珍無腸動物門が新設され、そのナイカイムチョウウズムシから、ステロイド受容体を我々は発見した。これこそ祖先型と思われ、脊索動物に収束している研究を変革させうる。既存にはない新奇の内因性リガンド活性も検出したが、この原料のコレステロールの共生藻による供給の可能性も示した。以上等から「後口動物の祖先は藻類を利用して『ステロイド系→視運動の制御』を獲得した」という仮説を立てた。これに、、リガンド同定等で挑む。明らかにする機能的原点は普遍性に繋がり、本系の分化の研究～内分泌学全体へインパクトがある。

研究成果の概要

原始的な後口動物、珍無腸動物のナイカイムチョウウズムシから、無脊椎動物で初めてグルコ/ミネラルコルチコイド・プロゲステロン・アンドロゲン受容体族を同定した。祖先型と思われる。また、このウズムシの脂質の粗抽出画分にリガンド活性がみられた。新奇の原始リガンドが存在すると思われる。この基のコレステロールを本種も持つが、合成に必要な遺伝子は欠損している。本無腸ウズムシでは栄養の光合成産物と同様、共生藻が供給している可能性がある。関連遺伝子の発現の相関からも、これらを統合制御するために、このグルココルチコイドの誕生となったのかもしれない。進化の過程でのシンギュラリティは他生物がもたらしたと妄想している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

明らかにする機能的原点は普遍性に繋がり、本系の分化の研究～内分泌学全体へインパクトがある。リガンドが共生藻由来ならば、生体制御機構の獲得全般へも新概念の提唱となろう。飼育・解析が簡便な本ウズムシは新モデルとも期待できる。

研究成果

• [国際共同研究] マサチューセッツ大/Conte Anadromous Fish Research Center(米国)
• [国際共同研究] ボローニャ大(イタリア)
• [国際共同研究] ロスコフ研(フランス)
• [国際共同研究] ソルボンヌ大/ロスコフ研(フランス)
• [雑誌論文] Structure of putative epidermal sensory receptors in an acoel flatworm, Praesagittifera naikaiensis (2024)
  • 著者名/発表者名: Sakagami Tosuke、Watanabe Kaho、Hamada Mayuko、Sakamoto Tatsuya、Hatabu Toshimitsu、Ando Motonori
  • 雑誌名: Cell and Tissue Research 巻: 395 号: 3 ページ: 299-311
  • DOI: 10.1007/s00441-024-03865-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Model systems for discovering evolutionary singularity of bilaterian physiological regulation: lessons from studies on simple/primitive flatworms (2024)
  • 著者名/発表者名: Mori Shunsuke、Kobayashi Aoshi、Sakamoto Hirotaka、Hamada Mayuko、Sakamoto Tatsuya、Nakamura Ryo
  • 雑誌名: Biophysics and Physicobiology 巻: 21 号: Supplemental ページ: n/a
  • DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v21.s012
  • ISSN: 2189-4779
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Volume X-Ray Micro-Computed Tomography Analysis of the Early Cephalized Central Nervous System in a Marine Flatworm, Stylochoplana pusilla (2024)
  • 著者名/発表者名: Ikenaga Takanori、Kobayashi Aoshi、Takeuchi Akihisa、Uesugi Kentaro、Maezawa Takanobu、Shibata Norito、Sakamoto Tatsuya、Sakamoto Hirotaka
  • 雑誌名: Zoological Science 巻: 41 号: 3 ページ: 1-9
  • DOI: 10.2108/zs230082
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The evolution and characterization of the RNA interference pathways in Lophotrochozoa (2024)
  • 著者名/発表者名: Federico Plazzi
  • 雑誌名: Genome Biology and Evolution 巻: -
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of an additional vitellogenin gene showing hepatopancreas-specific expression in the kuruma prawn Marsupenaeus japonicus (2023)
  • 著者名/発表者名: El-Desoky Marwa Said、Jogatani Tetsuya、Yamane Fumihiro、Izumikawa Kouichi、Kakinuma Makoto、Sakamoto Tatsuya、Tsutsui Naoaki
  • 雑誌名: Fisheries Science 巻: 89 号: 5 ページ: 613-623
  • DOI: 10.1007/s12562-023-01705-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Chronic corticosterone exposure evokes itch hypersensitivity and sexual dysfunction in male rats: relationship between the two distinct gastrin-releasing peptide systems in the spinal cord (2023)
  • 著者名/発表者名: Takanami Keiko、Morishita Makoto、Sakamoto Tatsuya、Sakamoto Hirotaka
  • 雑誌名: General and Comparative Endocrinology 巻: - ページ: 114289-114289
  • DOI: 10.1016/j.ygcen.2023.114289
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Quantitative PCR method to detect an extremely endangered bitterling fish (Rhodeus atremius suigensis) using environmental DNA (2023)
  • 著者名/発表者名: Otsuki Kanoko、Hamada Mayuko、Koizumi Noriyuki、Sakamoto Tatsuya、Nakata Kazuyoshi
  • 雑誌名: Landscape and Ecological Engineering 巻: 19 号: 1 ページ: 79-86
  • DOI: 10.1007/s11355-022-00531-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evolutionary differentiation of androgen receptor is responsible for sexual characteristic development in a teleost fish (2023)
  • 著者名/発表者名: Y. Ogino, S. Ansai, E. Watanabe, M. Yasugi, Y. Katayama, H. Sakamoto, K. Okamoto, K. Okubo, Y. Yamamoto, I. Hara, T. Yamazaki, A. Kato, Y. Kamei, K. Naruse, K. Ohta, H. Ogino, T. Sakamoto, S. Miyagawa, T. Sato, G. Yamada, M. Baker & T. Iguchi
  • 雑誌名: Nature communications 巻: 14 号: 1 ページ: 1428-1428
  • DOI: 10.1038/s41467-023-37026-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Behavioural osmoregulation during land invasion in fish: Prandial drinking and wetting of the dry skin (2022)
  • 著者名/発表者名: Katayama Yukitoshi、Tsukada Takehiro、Hyodo Susumu、Sakamoto Hirotaka、Sakamoto Tatsuya
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 17 号: 12 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0277968
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] De novo transcriptome analysis of the centrohelid <i>Raphidocystis contractilis</i> to identify genes involved in microtubule‐based motility (2022)
  • 著者名/発表者名: Ikeda Risa、Sakagami Tosuke、Hamada Mayuko、Sakamoto Tatsuya、Hatabu Toshimitsu、Saito Noboru、Ando Motonori
  • 雑誌名: Journal of Eukaryotic Microbiology 巻: 70 号: 2
  • DOI: 10.1111/jeu.12955
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Squalomix: shark and ray genome analysis consortium and its data sharing platform (2022)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Osamu、Sakamoto Tatsuya、Semba Yasuko、Yamauchi Shinya、Yamada Kazuyuki、Nishida Kiyonori、Kiyatake Itsuki、Sato Keiichi、Hyodo Susumu、Kadota Mitsutaka、Uno Yoshinobu、Kuraku Shigehiro
  • 雑誌名: F1000Research 巻: 11 ページ: 1077-1077
  • DOI: 10.12688/f1000research.123591.1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Footedness for scratching itchy eyes in rodents (2022)
  • 著者名/発表者名: Katayama Yukitoshi、Miura Ayane、Sakamoto Tatsuya、Takanami Keiko、Sakamoto Hirotaka
  • 雑誌名: Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 巻: 289 号: 1985 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1098/rspb.2022.1126
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular and morphological investigations on the renal mechanisms enabling euryhalinity of red stingray Hemitrygon akajei (2022)
  • 著者名/発表者名: Aburatani Naotaka、Takagi Wataru、Wong Marty Kwok-Shing、Kuraku Shigehiro、Tanegashima Chiharu、Kadota Mitsutaka、Saito Kazuhiro、Godo Waichiro、Sakamoto Tatsuya、Hyodo Susumu
  • 雑誌名: Frontiers in Physiology 巻: 13
  • DOI: 10.3389/fphys.2022.953665
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lattice-patterned collagen fibers and their dynamics in axolotl skin regeneration (2022)
  • 著者名/発表者名: Kashimoto Rena、Furukawa Saya、Yamamoto Sakiya、Kamei Yasuhiro、Sakamoto Joe、Nonaka Shigenori、Watanabe Tomonobu M.、Sakamoto Tatsuya、Sakamoto Hirotaka、Satoh Akira
  • 雑誌名: iScience 巻: 25 号: 7 ページ: 104524-104524
  • DOI: 10.1016/j.isci.2022.104524
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization of the expression of gastrin‐releasing peptide and its receptor in the trigeminal and spinal somatosensory systems of Japanese macaque monkeys: Insight into humans (2022)
  • 著者名/発表者名: Takanami Keiko、Oti Takumi、Kobayashi Yasuhisa、Hasegawa Koki、Ito Takashi、Tsutsui Naoaki、Ueda Yasumasa、Carstens Earl、Sakamoto Tatsuya、Sakamoto Hirotaka
  • 雑誌名: Journal of Comparative Neurology 巻: 530 号: 16 ページ: 2804-2819
  • DOI: 10.1002/cne.25376
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Vasopressin-oxytocin?type signaling is ancient and has a conserved water homeostasis role in euryhaline marine planarians (2022)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Aoshi、Hamada Mayuko、Yoshida Masa-aki、Kobayashi Yasuhisa、Tsutsui Naoaki、Sekiguchi Toshio、Matsukawa Yuta、Maejima Sho、Gingell Joseph J.、Sekiguchi Shoko、Hamamoto Ayumu、Hay Debbie L.、Morris John F.、Sakamoto Tatsuya、Sakamoto Hirotaka
  • 雑誌名: Science Advances 巻: 8 号: 9 ページ: 0311-0311
  • DOI: 10.1126/sciadv.abk0331
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Observing Phylum-Level Metazoan Diversity by Environmental DNA Analysis at the Ushimado Area in the Seto Inland Sea (2022)
  • 著者名/発表者名: Kawashima Takeshi、Yoshida Masa-aki、Miyazawa Hideyuki、Nakano Hiroaki、Nakano Natumi、Sakamoto Tatsuya、Hamada Mayuko
  • 雑誌名: Zoological Science 巻: 39 号: 1 ページ: 157-165
  • DOI: 10.2108/zs210073
  • NAID: 210000186961
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] UMI, FROM NOW ON (2024)
  • 著者名/発表者名: 坂本竜哉
  • 学会等名: ERATO深津共生進化機構プロジェクト全体会議
  • 招待講演
• [学会発表] Ushimado Marine Institute Okayama University (2022)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto Tatsuya
  • 学会等名: I-MaC program @Roscoff
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Itch and its Molecular/Functional Evolution (2022)
  • 著者名/発表者名: Takanami Keiko
  • 学会等名: CECE&ISFE 2022
  • 国際学会 / 招待講演