• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実施状況報告書

孵化酵素の多重コピー遺伝子がもたらすメダカ属魚類の孵化環境への適応進化

研究課題

研究課題/領域番号 16K18593
研究機関上智大学

研究代表者

川口 眞理  上智大学, 理工学部, 准教授 (00612095)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードhatching enzyme
研究実績の概要

昨年度、メダカ属5魚種のBACライブラリーを用いてHCE遺伝子のクラスター構造を明らかにしている。その結果、メダカ属の3つの系統のうち、ラティペスグループのみでHCE様遺伝子であるAHCEが見つかった。AHCEはまだ機能が明らかになっていない。そこで今年度は、AHCE遺伝子の機能解析を試みた。まず、RT-PCR法でミナミメダカのst.25, 28, 33, 39の胚におけるAHCE遺伝子の発現を孵化酵素HCEとLCE合わせて調べた。その結果、st.25から弱いながらも発現が検出でき、st.33で最も発現量が上昇し、その後発現量が減少していた。また、in situハイブリダイゼーション法で発現局在を調べた結果、孵化腺細胞に局在していることが分かった。これらの発現パターンはHCEやLCE遺伝子と一致していた。次に、AHCEの組換えタンパク質を大腸菌の系で作製し、0~0.75 M NaCl存在下における卵膜分解活性を調べた。コントロールとしてHCEの組換えタンパク質を作製し、活性を比較してみると、AHCEはHCEと比べて0.1倍以下の活性しかなく、卵膜分解活性はほとんどないことが分かった。
メダカだけでなく、ゼブラフィッシュなど他の魚種においても孵化酵素遺伝子が多重コピー遺伝子ととして存在し、そのうちの少なくとも1つが発現量が弱いものが見つかる。これらの発現量の低い遺伝子は卵膜分解以外の機能を持つ可能性がないだろうか?孵化酵素はプロ型酵素が生体内で合成され、分泌時にプロセッシングを受けて成熟酵素になるが、プロセッシング酵素はまだ明らかになっていない。そこで、プロセッシング酵素の可能性を検証するために、プロ型HCEの組換えタンパク質を作製し、AHCEで処理することによりHCEがプロセッシングされるのかを調べた。その結果、弱いながらもAHCE処理前に比べて処理後のプロ型HCEの活性が上昇した。

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

昨年度明らかになった孵化酵素様遺伝子AHCEの発現を明らかにし、機能解析を進めることができた。

今後の研究の推進方策

研究実績の概要に記載したように、AHCEがプロセッシング活性を示す可能性が示唆される結果が得られた。しかしながら、組換えタンパク質の活性が低く、まだその機能については明確になっていない。今後はフォールディング条件を検討する、あるいは、わずかながらも活性のある組換えタンパク質が得られているので合成量を増やすなどによって対処し、活性の高い組換えタンパク質の作製を進める。得られた組換えタンパク質を用いて、卵膜分解活性やプロセッシング活性について更なる検証を進める。また、CRISPR/Cas9を用いたAHCE遺伝子のノックアウトの作製を試み、AHCE遺伝子の機能解析を進める。
BACライブラリーを用いたHCE遺伝子のクラスター構造解析により、AHCE遺伝子はミナミメダカには1コピー存在するのに対し、ルソンメダカには2コピー存在することを明らかにしている。一方、孵化酵素HCE遺伝子はミナミメダカには4コピーあるのに対し、ルソンメダカには1コピーしかない。そのため、ルソンメダカではAHCEがHCEの機能を補完している可能性も考えられる。そこで、ルソンメダカのAHCEについても組換えタンパク質を作製し、卵膜分解活性を調べる。さらに、CRISPR/Cas9を用いたルソンメダカのAHCE遺伝子のノックアウト個体を作製し、機能解析を進める予定である。

次年度使用額が生じた理由

理由:残高がわずかであり、試薬類を購入できる金額ではなかったため、次年度に繰り越した。

使用計画:2018年度に消耗品の購入資金として使用する。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 究極のイクメン魚―タツノオトシゴ2018

    • 著者名/発表者名
      川口眞理
    • 雑誌名

      実験医学「私の実験動物、やっぱり個性派です!」

      巻: 36 ページ: 604-608

  • [雑誌論文] Morphology of brood pouch formation in the pot-bellied seahorse Hippocampus abdominalis2017

    • 著者名/発表者名
      Mari Kawaguchi, Ryohei Okubo, Akari Harada, Kazuki Miyasaka, Kensuke Takada, Junya Hiroi, and Shigeki Yasumasu
    • 雑誌名

      Zoological Letters

      巻: 3 ページ: 19

    • DOI

      10.1186/s40851-017-0080-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Neofunctionalization of duplicated hatching enzyme genes in the teleost evolution.2018

    • 著者名/発表者名
      Kaori Sano, Shuhei Ohno, Akitaka Izuha, Keisuke Imai, Mari Kawaguchi, and Shigeki Yasumasu
    • 学会等名
      Society for Integrative and Comparative Biology, San Francisco, USA
    • 国際学会
  • [学会発表] Co-evolution of fish hatching enzyme and its substrate.2018

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Yasumasu, Kaori Sano, Tatsuki Nagasawa, and Mari Kawaguchi
    • 学会等名
      Society for Integrative and Comparative Biology, San Francisco, USA
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation of seahorse brood pouch.2018

    • 著者名/発表者名
      Mari Kawaguchi, Akari Harada, and Shigeki Yasumasu
    • 学会等名
      Society for Integrative and Comparative Biology, San Francisco, USA
    • 国際学会
  • [学会発表] タツノオトシゴの育児嚢における真皮層特異的マーカーの探査2018

    • 著者名/発表者名
      木下奈々・川原玲香・川口眞理
    • 学会等名
      第70回日本動物学会関東支部
  • [学会発表] タツノオトシゴの育児嚢の形成に関わる候補遺伝子の発現解析2018

    • 著者名/発表者名
      原田明里・川原玲香・川口眞理
    • 学会等名
      第70回日本動物学会関東支部
  • [学会発表] タツノオトシゴの育児嚢におけるC型レクチンの局在2018

    • 著者名/発表者名
      宮坂和希・川口眞理
    • 学会等名
      第70回日本動物学会関東支部
  • [学会発表] 妊娠中のタツノオトシゴの育児嚢で発現する遺伝子の探査2018

    • 著者名/発表者名
      岡沢耀平・川原玲香・川口眞理
    • 学会等名
      第70回日本動物学会関東支部
  • [学会発表] メダカを用いた正真骨魚類の卵膜合成機構の研究2018

    • 著者名/発表者名
      西野良英・川口眞理・佐野香織・安増茂樹
    • 学会等名
      第70回日本動物学会関東支部
  • [学会発表] メダカ孵化酵素LCEと基質卵膜ChgHのドッキングシミュレーションによる複合体形成2018

    • 著者名/発表者名
      竹野陸央・川口眞理・佐野香織・安増茂樹
    • 学会等名
      第70回日本動物学会関東支部
  • [学会発表] タツノオトシゴの育児嚢~形成メカニズムと進化~2018

    • 著者名/発表者名
      川口眞理
    • 学会等名
      第70回日本動物学会関東支部公開シンポジウム「魚類の多様な世界~魚はどのように進化したのか~」
    • 招待講演
  • [学会発表] タツノオトシゴの育児嚢の進化2018

    • 著者名/発表者名
      川口眞理
    • 学会等名
      第123回日本解剖学会シンポジウム「体表の進化生物学」
  • [学会発表] Morphological observation of formation of seahorse brood pouch2017

    • 著者名/発表者名
      Mari Kawaguchi
    • 学会等名
      3rd International Syngnathid Biology Symposium (SyngBio 2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] タツノオトシゴの育児嚢形成に関わる遺伝子の探査2017

    • 著者名/発表者名
      川口眞理
    • 学会等名
      第3回ユニークな少数派実験動物を扱う若手が最先端アプローチを勉強する会
  • [学会発表] 真骨魚類の進化過程において孵化酵素遺伝子はintronを失いながら,頻繁にretrotranslocationを起こした2017

    • 著者名/発表者名
      長澤竜樹・川口眞理・矢野十織・安増茂樹・岡部正隆
    • 学会等名
      第19回日本進化学会
  • [学会発表] タツノオトシゴの育児嚢の形成と雄性ホルモンによる誘導2017

    • 著者名/発表者名
      川口眞理
    • 学会等名
      第19回日本進化学会シンポジウム「エボデボから見る非モデル生物研究の魅力」
    • 招待講演
  • [学会発表] 真骨魚類の卵膜硬化の分子メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      堀江望由季・安増茂樹・川口眞理
    • 学会等名
      第88回日本動物学会
  • [学会発表] メダカ卵巣で発現するZP遺伝子の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      西野良英・安増茂樹・川口眞理・佐野香織
    • 学会等名
      第88回日本動物学会
  • [学会発表] 真骨魚類の進化過程において孵化酵素遺伝子が頻繁に経験したretrotranslocationとintron-lossの関係2017

    • 著者名/発表者名
      長澤竜樹・川口眞理・矢野十織・安増茂樹・岡部正隆
    • 学会等名
      第88回日本動物学会
  • [学会発表] 組織観察によるタツノオトシゴ類の育児嚢の進化過程2017

    • 著者名/発表者名
      原田明里・川口眞理
    • 学会等名
      第88回日本動物学会
  • [学会発表] ロウソクギンポRhabdoblennius nitidusの孵化におけるオスのアシスト2017

    • 著者名/発表者名
      佐野香織・横山莉沙・竹垣毅・川口眞理
    • 学会等名
      第50回日本魚類学会
  • [学会発表] タツノオトシゴとイシヨウジの育児嚢の組織観察2017

    • 著者名/発表者名
      原田明里・川口眞理
    • 学会等名
      第50回日本魚類学会

URL: 

公開日: 2018-12-17  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi