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プラナリア有性化因子で解除されるWntシグナルを介した生殖器官分化抑制機構の解明

公募研究

研究領域動物における配偶子産生システムの制御
研究課題/領域番号 16H01249
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関弘前大学

研究代表者

小林 一也  弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (50360110)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
2017年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2016年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
キーワード配偶子産生 / 分化多能性幹細胞 / 有性化因子 / Wntシグナル / プラナリア
研究実績の概要

扁形動物プラナリアでは、有性個体に含まれる有性化因子と称する化学物質の刺激により、無性個体に生殖器官を誘導させることができる。本研究では、有性化因子で解除されるWntシグナルを介した生殖細胞分化抑制機構の解明を目的として、①生殖器官特異的有性化因子群の特定、②NDK-Wntシグナル下流の経路の決定、③NDK-Wntシグナル上流あるいは独立して働く有性化制御遺伝子の同定を行った。
昨年度までに研究項目①および②に関して目的を到達することがほぼできたので、今年度は研究項目③に関して行なった。目的の遺伝子を同定するためにRNAシーケンスライブラリを作製した。プラナリアの有性化過程には有性化因子の外部投与なしに有性状態に発達・維持できる特異点がある(有性化回避不能点)。有性化回避不能点を迎える前に有性化因子の外部投与による有性化刺激を与えて発現変動する遺伝子には目的の遺伝子が含まれていると仮定してRNA-seq解析を行なったところ、候補遺伝子が12遺伝子得られた。12遺伝子にはアノテーションのつく5遺伝子と未知遺伝子7遺伝子が含まれていた。今回は、アノテーションのつく5遺伝子のなかに含まれていた核内受容体ホモログについてRNAi法による遺伝子機能解析を行なった。驚くことに、核内受容体ホモログのノックダウン個体に有性化因子の刺激を与えても全く有性化が起こらないことがわかった。完全有性化を引き起こせる有性化因子は親水性であるという事実とあわせて考えると、この結果は、親水性の有性化因子の刺激の下流では、脂溶性の化合物の産生と、その受容体の発現が誘導されていることを示唆する。今後、RNA-seq解析により、脂溶性因子の産生に関与する酵素などを絞りこみ、また同時にメタボローム解析などによって脂溶性因子を同定していくことで、プラナリア有性化機構がさらに明らかになっていくはずである。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Wisconsin-Madison(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] A comprehensive comparison of sex-inducing activity in asexual worms of the planarian Dugesia ryukyuensis: The crucial sex-inducing substance appears to be present in yolk glands in Tricladida2018

    • 著者名/発表者名
      Haruka Nakagawa, Kiyono Sekii, Takanobu Maezawa, Makoto Kitamura, Soichiro Miyashita, Marina Abukawa, Midori Matsumoto, Kazuya Kobayashi
    • 雑誌名

      Zoological Letters

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The identification of D-tryptophan as a bioactive substance for postembryonic ovarian development in the planarian Dugesia ryukyuensis.2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Kobayashi, Takanobu Maezawa, Hiroyuki Tanaka, Hiroyuki Onuki, Yurie Horiguchi, Hiroshi Hirota, Tetsuo Ishida, Kihachiro Horiike, Yasutoshi Agata, Manabu Aoki, Motonori Hoshi, Midori Matsumoto
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 45175-45175

    • DOI

      10.1038/srep45175

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] プラナリアの生殖様式転換機構の解明を目指して2018

    • 著者名/発表者名
      小林一也
    • 学会等名
      第6回生殖若手の会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Sex-inducing substances are widely conserved among Platyhelminthes, including parasitic flatworms2018

    • 著者名/発表者名
      Kiyono Sekii, Soichiro Miyashita, Miyu Narita, Mizuki Sasaki, Madoka Seki, Kazuya Kobayashi
    • 学会等名
      The International Research Symposium on Germness and Pluripotency of the Planarians in comparison with the Fly and Mouse Systems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] D-トリプトファンによるプラナリア有性化の誘導機構2017

    • 著者名/発表者名
      前澤孝信・宮下奏一郎・石川正樹・関井清乃・永松剛・小林一也
    • 学会等名
      平成29年度日本動物学会中国四国地区三学会合同大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Switching from an asexual to a sexual state in freshwater planarians: Identification of sex-inducing substances2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Kobayashi
    • 学会等名
      The International Research Symposium on Regulation of Germ Cell Development in vivo and in vitro
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] プラナリアにおいて無性生殖から有性生殖への転換を誘導する低分子化合物について2017

    • 著者名/発表者名
      小林一也
    • 学会等名
      日本動物学会第88回富山大会 関連集会「生殖戦略-さまざまな動物の次世代創発システム」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メタボローム解析を用いたプラナリア有性化因子の同定2017

    • 著者名/発表者名
      宮下奏一郎・石川正樹・虻川真里奈・関井清乃・坂元君年・前澤孝信・小林一也
    • 学会等名
      日本動物学会第88回富山大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] D-トリプトファンによるプラナリア有性化の誘導機構2017

    • 著者名/発表者名
      前澤孝信・宮下奏一郎・石川正樹・関井清乃・小林一也
    • 学会等名
      日本動物学会第88回富山大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 扁形動物門で広く保存される有性生殖誘導因子2017

    • 著者名/発表者名
      関井清乃・宮下奏一郎・虻川真里奈・佐々木瑞希・関 まどか・小林一也
    • 学会等名
      日本動物学会第88回富山大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Putative sex-inducing substances in cocoons of the planarian Dugesia ryukyuensis2016

    • 著者名/発表者名
      Soichiro Miyashita, Masaki Ishikawa, Kiyono Sekii, Takanobu Maezawa, Kazuya Kobayashi
    • 学会等名
      The 87th meeting of Zoological Society of Japan
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Tryptophan activates the reproductive organs-specific expression level of an amino acid transporter homolog, Dr-SLC38A9 to promote sexual induction of the planarian Dugesia ryukyuensis2016

    • 著者名/発表者名
      Takanobu Maezawa, Masaki Ishikawa, Kiyono Sekii, Go Nagamatsu, Kazuya Kobayashi
    • 学会等名
      The 87th meeting of Zoological Society of Japan
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
    • 年月日
      2016-11-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Reproductive switching in freshwater planarians: Asexual Dugesia ryukyuensis worms are experimentally sexualized by administration of substances contained in yolk glands.2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuya Kobayashi
    • 学会等名
      The 22nd International Congress of Zoology
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学(沖縄県国頭郡恩納村)
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] D-アミノ酸酸化酵素が制御するプラナリア有性化機構の解明2016

    • 著者名/発表者名
      前澤孝信・田中裕之・石田哲夫・小林一也
    • 学会等名
      平成28年度日本動物学会中国四国地区三学会合同大会
    • 発表場所
      米子コンベンションセンター(鳥取県米子市)
    • 年月日
      2016-05-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 陸生プラナリアの食性の違いから生存戦略を探る2016

    • 著者名/発表者名
      剱持遥太郎, 岩本直也, 鈴木凱斗, 田中秀弥, 小林一也, 中村 剛之, 前澤孝信
    • 学会等名
      平成28年度日本動物学会中国四国地区三学会合同大会
    • 発表場所
      米子コンベンションセンター(鳥取県米子市)
    • 年月日
      2016-05-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] プラナリア生殖転換現象における精巣の重要性2016

    • 著者名/発表者名
      小林一也
    • 学会等名
      第47回精子研究会
    • 発表場所
      秋田ビューホテル(秋田県秋田市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] シリーズ・生命の神秘と不思議 プラナリアたちの巧みな生殖戦略2017

    • 著者名/発表者名
      小林一也・関井清乃
    • 総ページ数
      167
    • 出版者
      裳華房
    • ISBN
      9784785351250
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 弘前大学研究者総覧

    • URL

      http://hue2.jm.hirosaki-u.ac.jp/html/100000569_ja.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2022-10-19  

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