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魚類の塩類細胞における新規機能(H+・NH4+・Cs+の排出)の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26450295
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 水圏生命科学
研究機関聖マリアンナ医科大学

研究代表者

廣井 準也  聖マリアンナ医科大学, 医学部, 准教授 (20350598)

研究協力者 丸山 耕一  独立行政法人放射線医学総合研究所, 福島再生支援本部, 主任研究員 (70349033)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード塩類細胞 / トランスポーター / Na+/H+交換体 / Rh因子 / デコンボリューション / 超解像イメージング / メタボロン
研究成果の概要

近年,真骨魚類の鰓において,アンモニアの排出・H+の排出・Na+の取り込みという3つの生理機能をつかさどる分子群が機能的な複合体を形成している可能性が示唆されるようになったが,このモデルは仮説にとどまっていた.本研究では候補分子群を可視化することにより,1)候補分子群が塩類細胞の外部環境と接する細胞膜に共局在し3つの生理機能が連携していること,2)低イオン環境や酸性環境において候補分子群の微細局在が変化することによって機能の連携が亢進されること,を明らかにすることができた.さらに,3)Cs+と同じ挙動をしめすK+が塩類細胞のサブタイプによって排出されることを明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

塩類細胞の既知の機能であるNa+の取り込みに加え,本研究では新たにH+とアンモニアの排出に注目し,これらの3機能が連携していることと外部環境変化に応じて連携が亢進されることを明らかにすることができたが,H+の排出は体液の酸塩基調節のかなめであり,アンモニアの排出は窒素代謝の最終過程であるため,これらの成果は魚類生理学・水産増養殖学の両面から重要である.また,塩類細胞のサブタイプによるK+の排出機構を明らかにしたが,Cs+はK+と同じ挙動を示すため,この成果は放射性Csによる魚類の汚染と除染のメカニズムを明らかにするうえで重要である.

報告書

(6件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] University of Guelph/University of British Columbia/University of Ottawa(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Montpellier(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Ion uptake pathways in European sea bass Dicentrarchus labrax2019

    • 著者名/発表者名
      Blondeau-Bidet E, Hiroi J, Lorin-Nebel C
    • 雑誌名

      Gene

      巻: 692 ページ: 126-137

    • DOI

      10.1016/j.gene.2019.01.006

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparison of egg envelope thickness in teleosts and its relationship to the sites of ZP protein synthesis2017

    • 著者名/発表者名
      Sano Kaori, Mari Kawaguchi, Keita Katano, Kenji Tomita, Mayu Inokuchi, Tatsuki Nagasawa, Junya Hiroi, Toyoji Kaneko, Takashi Katagawa, Takafumi Fujimoto, Katsutoshi Arai, Masaru Tanaka and Shigeki Yasumasu
    • 雑誌名

      Journal of Eperimental Zoology PartB: Molecular and Developmental Evolution

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 240-258

    • DOI

      10.1002/jez.b.22729

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Morphology of brood pouch formation in the pot-bellied seahorse Hippocampus abdominalis2017

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi M, Okubo R, Harada A, Miyasaka K, Takada K, Hiroi J, Yasumasu S
    • 雑誌名

      Zoological Letters

      巻: 3 号: 1 ページ: 19-19

    • DOI

      10.1186/s40851-017-0080-9

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Functional classification of gill ionocytes and spatiotemporal changes in their distribution after transfer from seawater to fresh water in Japanese seabass2017

    • 著者名/発表者名
      Inokuchi M, Nakamura M, Miyanishi H, Hiroi J, Kaneko T
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Biology

      巻: 220 ページ: 4720-4732

    • DOI

      10.1242/jeb.167320

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Different mechanisms of Na+ uptake and ammonia excretion by the gill and yolk sac epithelium of early life stage rainbow trout2017

    • 著者名/発表者名
      Zimmer AM, Wilson JM, Wright PA, Hiroi J, Wood CM
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Biology

      巻: 220 ページ: 775-786

    • DOI

      10.1242/jeb.148429

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] (Uncommon) mechanisms of branchial ammonia excretion in the common carp (Cyprinus carpio) in response to environmentally induced metabolic acidosis2016

    • 著者名/発表者名
      Wright PA, Wood CM, Hiroi J, Wilson JM
    • 雑誌名

      Physiological and Biochemical Zoology

      巻: 89 号: 1 ページ: 26-40

    • DOI

      10.1086/683990

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An evolutionary insight into the hatching strategies of pipefish and seahorse embryos2016

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi M, Nakano Y, Kawahara-Miki R, Inokuchi M, Yorifuji M, Okubo R, Nagasawa T, Hiroi J, Kono T, Kaneko T
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Zoology. Part B, Molecular and Developmental Evolution

      巻: Early View 号: 2 ページ: 125-135

    • DOI

      10.1002/jez.b.22670

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diverse mechanisms for body fluid regulation in teleost fishes2014

    • 著者名/発表者名
      Takei Y, Hiroi J, Takahashi H, Sakamoto T
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology - Regulatory, Integrative and Comparative Physiology

      巻: 307 号: 7 ページ: R778-R792

    • DOI

      10.1152/ajpregu.00104.2014

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gene expression and cellular localization of ROMKs in the gills and kidney of Mozambique tilapia acclimated to fresh water with high potassium concentration2014

    • 著者名/発表者名
      Fumuya Furukawa, Soichi Watanabe, Keigo Kakumura, Junya Hiroi, Toyoji Kaneko
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology

      巻: 307 号: 11 ページ: 1302-1312

    • DOI

      10.1152/ajpregu.00071.2014

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] NHE3-positive ionocytes of japanese dace form an apical crypt in acidic water2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroi J, Tsuboi Y, Watanabe S, Kaneko T
    • 学会等名
      13th International Congress on Biology of Fish
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Salinity preference and osmoregulation of japanese medaka, an euryhaline fresh water teleost2018

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa K, Hiroi J, Kaneko T, Ogasawara T
    • 学会等名
      13th International Congress on Biology of Fish
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Immunohistochemistry of ion and ammonia transporting cells in teleost fish2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroi J
    • 学会等名
      Morphology meets Physiology: A tribute to Pierre Laurent (Society for Experimental Biology Animal Satellite Meeting)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ニジマス塩類細胞における新規機能の解明2015

    • 著者名/発表者名
      廣井準也, 水野伸也, 金子豊二, McCormick SD
    • 学会等名
      平成27年度日本水産学会春季大会
    • 発表場所
      東京海洋大学 (東京都, 港区)
    • 年月日
      2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Immunolocalization of Rhcg1, Rhcg2, Rhbg and NHE3b in the gill ionocytes of rainbow trout2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroi J
    • 学会等名
      11th International Congress on the Biology of Fish
    • 発表場所
      Heriot-Watt University (Edinburgh, Scotland)
    • 年月日
      2014-08-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] 魚類学の百科事典2018

    • 著者名/発表者名
      廣井準也(分担執筆)
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      4621303171
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] ホルモンから見た生命現象と進化シリーズ V ホメオスタシスと適応 -恒-2016

    • 著者名/発表者名
      廣井準也,金子豊二(分担執筆)
    • 出版者
      裳華房
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2020-03-30  

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