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2015 年度 実績報告書

海産カイアシ類の飢餓および休眠応答シークエンスの解明とマーカーの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H04534
研究機関東京大学

研究代表者

津田 敦  東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (80217314)

研究分担者 兵藤 晋  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (40222244)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード海洋科学 / プランクトン / 飢餓 / トランスクリプトノーム / カイアシ類
研究実績の概要

H27年度は、対象とするカイアシ類Calanus sinicusが、温帯域に出現する春季から秋季にかけて、3回の採集と実験を行った。中央水産研究所が実施する御前崎沖ライン観測に参加し、飼育用プランクトンネットの鉛直引きにより目的生物を採集し、濾過海水で飼育した飢餓区と餌環境を現場濃度で維持した摂餌区を設け、発現する遺伝子の量を比較した。実験にはCalanus sinicus雌成体を使用し、1Lの容器に3個体を収容し、それぞれの区画で、現場水温で24時間飼育した。飼育した個体は実験終了後、RNAを抽出保存した。RNA抽出物から逆転写によりcDNAを合成し、次世代シークエンサーにより塩基配列を解読し, 360,079,317本の断片配列を取得し、アダプターや低クオリティ配列を除去した後、de novoアッセンブリをおこない、203,854本のコンティグを得て、リファレンス配列を作成した。次にリードをリファレンス配列にマッピングし発現量をリード数としてカウントした、このカウント値について、統計学的な検定を行い、発現量解析とした。カイアシ類では、本研究のようないわゆるRNA-seqは初めての試みであるため、本年度は、その手法確立に研究の重点をおいた。3回の実験で、手法はほぼ確立し、飢餓区で高発現する配列を36、低発現する配列を34特定した(FDR<0.05).そのうちのいくつかはデータベースによる相同性検索から、ミオシン、トロポミオシンなど筋肉タンパク、解糖系、チロシン代謝関連遺伝子と考えられている。

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

海洋性カイアシ類を含む動物プランクトン群集の研究では、他の生物群(微生物や植物プランクトン)に比べ分子生物学的な手法の導入が遅れていた。カイアシ類は優占する動物プランクトンであるにもかかわらず、マイクロアレイやRNA-seqのような遺伝子の発現解析は、ごく少数の研究例しかなく、近年の次世代シークエンサーを用いた応用例はなく、本研究が初めての試みとなった。他の生物では確立された手法ではあったが、実際の応用にはいくつかの問題点があると予想していたが、とりあえず、一年間の試みで、有意な差を示す配列を得ることができ、また、その半数程度は何らかの意味で飢餓との関係性を有すると予測できるものであった。従って、これらの成果は計画通りであり、大きなトラブルがなかったと言える。

今後の研究の推進方策

H28年度以降にやるべきことは第一に、特定された遺伝子に関してrealtime-PCRを用いて、発現の時間的変化を明らかにして、飢餓と関係する遺伝子であることを確かめること。次に、今回は24時間の飢餓における遺伝子発現の変化を対象としたが、数時間から数日の飢餓期間を設定しH27年度を同様の実験を行うことによって、飢餓に対する応答シークエンスを明らかにするとともに、現場海域の群集に応用できる飢餓マーカーを特定することである。このためには、H28年度も複数回の航海(中央水産水産研究所御前崎沖ライン観測)に乗船し、飢餓期間を変えた実験を行う。さらに、今年度得られた結果を解釈するために、得られた遺伝子の機能をデータベースで検索し、他生物、特にモデル生物での機能から、カイアシ類Calanus sinicusが示す飢餓応答の生理的メカニズムを解明する。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Impact of the 2011 Tohoku earthquake tsunami on zooplankton community in Otsuchi Bay, northeastern Japan2016

    • 著者名/発表者名
      Nishibe Y, H. Isami, H. Fukuda, S. Nishida, T. Nagata, A. Tachibana and A. Tsuda
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 72 ページ: 77-90

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nutrient status of Otsuchi Bay (northeastern Japan) following the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake2016

    • 著者名/発表者名
      Fukuda H., R. Katayama, Y. Yang, H. Takasu, Y Nishibe, A. Tsuda and T. Nagata
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 72 ページ: 39-52

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vertical segregation and population structure of ontogenetically migrating copepods Neocalanus cristatus, N. flemingeri, N. plumchrus and Eucalanus bungii during ice-free season in the Sea of Okhotsk2015

    • 著者名/発表者名
      Tsuda, A. H. Saito, H. Kasai, J. Nishioka and T. Nakatsuka
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 71 ページ: 271-285

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Early life history of Neocalansu plumchrus (Calanoida: Copepoda) in the western subarctic Pacific2015

    • 著者名/発表者名
      Fujioka, H, RJ Machida, A Tsuda
    • 雑誌名

      Progress in Oceanography

      巻: 137 ページ: 196-208

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mixed layer depth and chlorophyll a: Profiling float observations in the Kuroshio-Oyashio Extension region2015

    • 著者名/発表者名
      Itoh, S., I. Yasuda, H. Saito, A. Tsuda and K. Komatsu
    • 雑誌名

      Journal of Marine System

      巻: 151 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1016/j.jmarsys.2015.06.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metagenetic community analysis of epipelagic planktonic copepods in the tropical and subtropical Pacific2015

    • 著者名/発表者名
      Hirai J and A Tsuda
    • 雑誌名

      Marine Ecology Progress Series

      巻: 534 ページ: 66-78

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extensive genetic diversity and endemism across the global range of the oceanic copepod Pleuromamma abdominalis.2015

    • 著者名/発表者名
      Hirai, J. A. Tsuda, E. Goetze
    • 雑誌名

      Progress in Oceanography

      巻: 138 ページ: 77-90

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Discovery of conventional prolactin from the holocephalan elephant fish, Callorhinchus milii.2015

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, Y., Takagi, W., Kuraku, S., Moriyama, S., Bell, J.D., Seale, A.P., Lerner, D.T., Grau, E.G. and Hyodo, S.
    • 雑誌名

      General and Comparative Endocrinology

      巻: 224 ページ: 216-227

    • DOI

      org/10.1016/j.ygcen.2015.08.020

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 表層・中層性カイアシ類の多様性と分布の緯度変化2016

    • 著者名/発表者名
      平井惇也・津田敦
    • 学会等名
      日本海洋学会2016年度春季大会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都文京区本郷)
    • 年月日
      2016-03-17
  • [学会発表] Weight-specific growth rates of large-sized oceanic copepods during phytoplankton bloom2016

    • 著者名/発表者名
      Abe, Y., A. Yamaguchi, T. Kobari, B. Niehoff, A. Tsuda and I. Imai
    • 学会等名
      2016 ESSAS Meeting
    • 発表場所
      横浜ワールドポーターズ(横浜市西区桜木町)
    • 年月日
      2016-03-07
    • 国際学会
  • [学会発表] Mixed layer depth and chlorophyll a: Profiling float observations in the Kuroshio-Oyashio Extension region2016

    • 著者名/発表者名
      Itoh, S., I. Yasuda, H. Saito, A. Tsuda and K. Komatsu
    • 学会等名
      Ocean Science Meeting
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2016-02-20
    • 国際学会
  • [学会発表] 分子生物学的手法によるカイアシ類の多様性解析2016

    • 著者名/発表者名
      平井惇也・津田 敦
    • 学会等名
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会
    • 発表場所
      東京大学柏キャンパス(千葉県柏市柏の葉)
    • 年月日
      2016-02-20
  • [学会発表] 西経170度線上におけるマイクロネクトンの多様性と食性2016

    • 著者名/発表者名
      立花愛子・平井惇也・宮 正樹・菊地知彦・津田 敦
    • 学会等名
      東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会
    • 発表場所
      東京大学柏キャンパス(千葉県柏市柏の葉)
    • 年月日
      2016-02-20
  • [学会発表] Distribution and function of neurohypophysial hormone receptors in catshark2015

    • 著者名/発表者名
      Inoue, S., Y. Yamaguchi, H. Kaiya, S. Kuraku and S. Hyodo
    • 学会等名
      日本比較内分泌学会第40回大会
    • 発表場所
      JMSアステールプラザ、広島
    • 年月日
      2015-12-11 – 2015-12-13
  • [学会発表] 海洋におけるMSR問題2015

    • 著者名/発表者名
      津田敦
    • 学会等名
      シンポジウム「海洋遺伝資源のアクセスと利益配分のあり方」
    • 発表場所
      政策研究大学院大学(東京都港区六本木)
    • 年月日
      2015-11-26
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mixed layer depth and chlorophyll a: Profiling float observations in the Kuroshio-Oyashio Extension region2015

    • 著者名/発表者名
      Itoh, S., I. Yasuda, H. Saito, A. Tsuda and K. Komatsu
    • 学会等名
      PICES Annual Meeting
    • 発表場所
      青島、中国
    • 年月日
      2015-10-21
    • 国際学会
  • [学会発表] トラザメの下垂体における糖タンパク質ホルモンcDNAのクローニングと発現部位の同定2015

    • 著者名/発表者名
      内田勝久、井上夏紀、兵藤晋、香川浩彦
    • 学会等名
      日本動物学会第86回大会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター 朱鷺メッセ(新潟市中央区万代島)
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-17
  • [図書] 海洋生態学2016

    • 著者名/発表者名
      津田敦・森田健太郎
    • 総ページ数
      327
    • 出版者
      共立出版

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公開日: 2017-01-06  

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