内分泌かく乱化学物質評価用ミジンコの作製

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H01880
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 渡辺 肇 大阪大学, 工学研究科, 教授 (80212322)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: ミジンコ / 内分泌かく乱化学物質 / 蛍光タンパク質 / 核内受容体 / ホルモン / ゲノム編集

研究実績の概要

生態系を構成する生物に対する化学物質の影響を評価するためには、単なる環境中の化学物質の分析・定量ではなく、生物を利用した簡便かつ的確に評価するための手法の開発が重要である。しかし今や化学物質の数は増加の一途をたどり、ケミカルアブストラクトに登録されている化学物質は7000万種を超えている。さらに、より現実の曝露に近い複合曝露影響を考慮した場合、評価すべき化学物質の数と組み合わせは膨大なものになっており、安価でハイスループットな手法の開発が必要とされている。
化学物質の作用点は非常に多岐にわたるが、低用量で影響のある化学物質の範疇のひとつとしてホルモン様化学物質があげられる。中でもステロイドホルモンは代表的なものであり高い関心を集めているが、この受容体は核内受容体として知られている。ところがヒトで機能している核内受容体はミジンコには存在しない。
そこで本研究では、ホルモンの核内受容体に着目し、ヒト型核内受容体をミジンコに導入し化学物質応答システムを構築し、その検証を行うこととした。すでに確立したゲノム編集技術を改良し遺伝子導入効率の向上を図り、ポジションエフェクトなしに効率的に外来遺伝子を導入する系を確立し、この系を用いてヒト型化学物質応答系の導入を行った。ヒト型化学物質応答系のモデル遺伝子としては、核内受容体を選択し、これらのヒト型化学物質応答遺伝子を有するミジンコを作製した。このヒト型遺伝子導入ミジンコを用いて実際に曝露を行い、導入遺伝子応答性を検証し、実際にエストロゲン様活性を有する化学物質に対して応答するこを確認した。またヒト型核内受容体のみならず、ミジンコ固有のホルモン受容体についても、その応答を可視化するシステムを構築した。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Mutation of the Cytochrome P450 <i>CYP360A8</i> Gene Increases Sensitivity to Paraquat in <i>Daphnia magna</i> (2021)
  • 著者名/発表者名: Religia Pijar、Nguyen Nhan Duc、Nong Quang Dang、Matsuura Tomoaki、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime
  • 雑誌名: Environmental Toxicology and Chemistry 巻: 40 ページ: 1279～1288
  • DOI: 10.1002/etc.4970
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sense-overlapping lncRNA as a decoy of translational repressor protein for dimorphic gene expression (2021)
  • 著者名/発表者名: Perez Christelle Alexa Garcia、Adachi Shungo、Nong Quang Dang、Adhitama Nikko、Matsuura Tomoaki、Natsume Toru、Wada Tadashi、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime
  • 雑誌名: PLOS Genetics 巻: 17 ページ: -
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1009683
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] DNMT3.1 controls trade-offs between growth, reproduction, and life span under starved conditions in Daphnia magna (2021)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Nhan Duc、Matsuura Tomoaki、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-021-86578-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Oligosaccharides derived from dragon fruit modulate gut microbiota, reduce oxidative stress and stimulate toll-pathway related gene expression in freshwater crustacean Daphnia magna (2020)
  • 著者名/発表者名: Sangkuanun Thanwarat、Wichienchot Santad、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime、Peerakietkhajorn Saranya
  • 雑誌名: Fish & Shellfish Immunology 巻: 103 ページ: 126～134
  • DOI: 10.1016/j.fsi.2020.04.046
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Two Doublesex1 mutants revealed a tunable gene network underlying intersexuality in Daphnia magna (2020)
  • 著者名/発表者名: Nong Quang Dang、Matsuura Tomoaki、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 15 ページ: -
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0238256
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Roles of and cross-talk between ecdysteroid and sesquiterpenoid pathways in embryogenesis of branchiopod crustacean Daphnia magna (2020)
  • 著者名/発表者名: Adhitama Nikko、Kato Yasuhiko、Matsuura Tomoaki、Watanabe Hajime
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 15 ページ: -
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0239893
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Caloric restriction upregulates the expression of<scp>DNMT3</scp>.1, lacking the conserved catalytic domain, in<scp><i>Daphnia magna</i></scp> (2020)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Nhan Duc、Matsuura Tomoaki、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime
  • 雑誌名: genesis 巻: 58 ページ: -
  • DOI: 10.1002/dvg.23396
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of genome-edited Daphnia for heavy metal detection by fluorescence (2020)
  • 著者名/発表者名: Arao Takuto、Kato Yasuhiko、Nong Quang Dang、Yamamoto Hiroshi、Watanabe Haruna、Matsuura Tomoaki、Tatarazako Norihisa、Tani Kazune、Okamoto Akira、Matsumoto Takeru、Watanabe Hajime
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-020-78572-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reduction of histamine and enhanced spinning behavior of <i>Daphnia magna</i> caused by <i>scarlet</i> mutant (2020)
  • 著者名/発表者名: Ismail Nur Izzatur Binti、Kato Yasuhiko、Matsuura Tomoaki、G?mez‐Canela Cristian、Barata Carlos、Watanabe Hajime
  • 雑誌名: genesis 巻: 59 ページ: -
  • DOI: 10.1002/dvg.23403
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variations in effects of ectosymbiotic microbes on the growth rates among different species and genotypes of Daphnia fed different algal diets (2020)
  • 著者名/発表者名: Zhang Xuan、Ohtsuki Hajime、Makino Wataru、Kato Yasuhiko、Watanabe Hajime、Urabe Jotaro
  • 雑誌名: Ecological Research 巻: 36 ページ: 303～312
  • DOI: 10.1111/1440-1703.12194
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Functional analysis of the lncRNA interacting protein CELF2 in regulating the sex-determining gene dsx1 in Daphnia magna (2021)
  • 著者名/発表者名: Tirta, Y. K., Adachi, S., Perez, C.A.G., Nong, Q.D., Natsume, T., Kato, Y., Watanabe, H.
  • 学会等名: 第22回日本RNA学会年会
• [学会発表] Sense-overlapping lncRNA as a decoy of translational repressor protein for dimorphic gene expression (2021)
  • 著者名/発表者名: Perez, C.A.G., Adachi, S., Nong, Q.D., Adhitama, N., Natsume, T., Wada, T., Kato, Y., Watanabe, H.
  • 学会等名: 第22回日本RNA学会年会
• [学会発表] 遺伝子編集ミジンコを用いた環境水中のホルモン様活性のバイオモニタリング (2021)
  • 著者名/発表者名: Hsieh, L-C., 野田彩乃、Nikko Adhitama、加藤泰彦、渡邉肇
  • 学会等名: 第48回日本毒性学会学術年会
• [学会発表] 環境水のホルモン様活性可視化ミジンコの作製 (2020)
  • 著者名/発表者名: 加藤泰彦、野田彩乃、Nikko Adhitama、渡邉肇
  • 学会等名: 第47回日本毒性学会学術年会
• [学会発表] Functional analyses of Polycomb in Daphnia magna (2020)
  • 著者名/発表者名: Leim. J., Kato. Y., Watanabe, H.
  • 学会等名: 第43回日本分子生物学会年会
• [学会発表] オオミジンコ (Daphnia magna) の脂肪酸代謝における共生菌の機能解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 丸山樹生、加藤泰彦、渡邉肇
  • 学会等名: 第43回日本分子生物学会年会
• [学会発表] オオミジンコにおける生存戦略を決定する化学コミュニケーションの解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 西上旺希、加藤泰彦、渡邉肇
  • 学会等名: 第43回日本分子生物学会年会
• [学会発表] オオミジンコへのオーキシンデグロンシステムの導入 (2020)
  • 著者名/発表者名: 阪本寛菜、西村浩平、加藤泰彦、渡邉肇
  • 学会等名: 第43回日本分子生物学会年会
• [学会発表] DNMT3.1は、ミジンコ類の甲殻類Daphnia magnaの飢餓状態での寿命と、成長と繁殖力の間のトレードオフを制御します。 (2020)
  • 著者名/発表者名: Nguyen. N.、松浦友亮、加藤泰彦、渡邉肇
  • 学会等名: 第43回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 甲殻類ミジンコにおけるメラニン生合成遺伝子の機能解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 林笑梨紗、加藤泰彦、渡邉肇
  • 学会等名: 第43回日本分子生物学会年会
• [学会発表] オオミジンコにおける非相同末端結合に関わる遺伝子のノックアウト (2020)
  • 著者名/発表者名: 宮地秀幸、Fatimah, R.M., 中西貴士、加藤泰彦、渡邉肇
  • 学会等名: 第43回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Roles of and interaction between ecdysteroid and sesquiterpenoid biosynthesis genes in embryogenesis of Daphnia magna (2020)
  • 著者名/発表者名: Adhitama. N., Kato. Y., Matsuura, T., Watanabe, H
  • 学会等名: 第43回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Development of transgenic Daphnia magna for visualizing homology directed repair of DNA double strand break (2020)
  • 著者名/発表者名: Fatimah. R. M., Kato. Y., Matsuura, T., Watanabe, H.
  • 学会等名: 第43回日本分子生物学会年会
• [学会発表] GAL4/UASシステムを用いたオオミジンコのエクシステロイド活性検出への応用 (2020)
  • 著者名/発表者名: 山本雄大、山_勇人、加藤泰彦、渡邉肇
  • 学会等名: 第43回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Molecular mechanism of adaptive sex ratio adjustment in the water flea Daphnia magna (2020)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Kato, Quang D. Nong, Christelle Alexa G. Pelez, Nur Syafiqah Mohamad Ishak, Hajime Watanabe
  • 学会等名: EMBL Symposia "The Organism and its Environment"
  • 国際学会
• [図書] The Chemical Biology of Long Noncoding RNAs (2020)
  • 著者名/発表者名: Stefan JurgaJan Barciszewski (Yasuhiko Kato, Hajime Watanabe)
  • 総ページ数: 521
  • 出版者: Springer Nature
  • ISBN: 978-3-030-44742-7