| 研究課題/領域番号 |
17H03868
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
兵藤 晋 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (40222244)
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| 研究分担者 |
工樂 樹洋 国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, ユニットリーダー (40391940)
立原 一憲 琉球大学, 理学部, 准教授 (70264471)
佐藤 圭一 一般財団法人沖縄美ら島財団(総合研究センター), 総合研究センター 動物研究室, 上席研究員 (80721745)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | オオメジロザメ / 軟骨魚類 / 広塩性 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、飼育実験と比較RNAseqをとおしてオオメジロザメの広塩性のメカニズムを解明すると同時に、フィールド調査によりメカニズムの検証ならびに河川におけるオオメジロザメの生態を明らかにすることを目的としている。
まず、オオメジロザメでのオミクス解析の基本リソースを整備するため、シークエンスデータ取得とインシリコデータ解析の両面について技術基盤を整えた。広塩性のメカニズムについては、淡水馴致実験個体を用いて腎臓と鰓を対象として比較RNAseqを行った。その結果、NaCl共輸送体（NCC）、NaKCl共輸送体（NKCC2）、上皮性ナトリウムチャネル（ENaC）といったNaCl輸送に関わる輸送体の発現が上昇し、逆に水チャネルや二価イオン輸送体の発現が低下することがわかり、これらの変化は定量PCRによっても確認された。ネフロン上へのマッピングの結果、NCC, ENaCはいずれも第4ループを形成する遠位細尿管後部に発現していた。NCCとENaCは尿素再吸収の場である集合細管にも発現しており、これらの分節がオオメジロザメの広塩性にとって重要な役割を果たすことがわかった。
西表島浦内川でのフィールド調査も6月、7月、10月、1月の4回行った。6月は生まれたばかりの個体が河川に加入する時期だが、6月の刺し網調査では0歳の個体は全く捕獲されなかった。2014年からの調査結果をあわせて考えると、浦内川のオオメジロザメは隔年で出産するという、我々の仮説とよく一致した結果となった。全ての調査において、河川の13以上の地点で環境DNA用の採水を行い、一部はメタバーコーディングによる分布種のリストを作成した（350種以上を検出）。オオメジロザメの環境DNAを特異的に検出する系も今年度確立しており、現在オオメジロザメ環境DNAの時空間変動の解析を進めているところである。
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| 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
複数のサメ種についてゲノムシークエンスを行い、そこから得た配列情報を利用した遺伝子レパートリのカタログ化を行った。現在、学術雑誌に投稿して査読中であり、RNAseqデータに対してアノテーションをつけるための有益なリソースとなっている。腎臓の比較RNAseqにより発現が変動する遺伝子を多数見出しており、29年度はNaClの再吸収に焦点をあてて解析を進め、その結果としてネフロンの第4ループを構成する遠位細尿管後部がオオメジロザメの広塩性に重要であることが明らかになるなど、広塩性のメカニズム解明に向けて順調に進んでいる。
29年度に浦内川で採集されたオオメジロザメは、全長952㎜、体重5500ｇであり、1歳と推定された。0歳魚が捕獲できなかったことから、我々がこれまでの調査から考えてきた隔年出産の可能性がさらに強くなった。この仮説が正しければ30年度は新規加入のある年であり、30年度も計画通り引き続きフィールド調査を進める。環境DNAについても順調に進んでおり、河川からのサンプル採取、不純物の多いサンプルからのDNA検出技術の確立もできた。メタバーコーディングに加えてオオメジロザメの環境DNAのみを定量するための手法の確立もでき、河川から採取したサンプルの時空間変動について今後分析を進める。
水族館においてオオメジロザメを淡水環境で長期飼育するための施設整備も完了した。沖縄本島で飼育実験に耐えうるオオメジロザメの捕獲を試みたものの、29年度は残念ながら不成功に終わった。この点のみが予定通りとならなかったが、30年度には経験をいかして複数回の採集を行い、オオメジロザメの若齢個体を採集して淡水化実験を行う。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画に従い、下記の通り進める。
広塩性メカニズムの解析：引き続き比較RNAseqによる広塩性に関わる遺伝子の探索を進める。29年度はNaCl輸送に関わる分子群に注目したが、30年度は水チャネルや二価イオン輸送体、さらにはホルモンにも注目する。
フィールド調査：4月、6月、8月、10月、1月の5回（状況によっては4回）、浦内川での調査を行う。調査は河川の上流から下流までで河川環境のCTD調査、環境DNA調査、さらには音響調査も計画している。6月については、刺し網による捕獲調査も行い、0歳魚の新規加入があるのかどうかを明らかにする。魚類のメタバーコーディングならびにオオメジロザメにしぼった定量解析を行う。
飼育実験：オオメジロザメが淡水中にどの程度の期間適応できるのか、長期飼育実験により調べる。30年度は捕獲時期を検討するとともに、捕獲エリアを拡げて成功させる。捕獲したサメは水族館の飼育実験水槽に運び、長期の淡水飼育を試みサンプリングする。
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