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2019 年度 実施状況報告書

ヒラメの有眼側特異的色素胞分化および無眼側の分化抑制を制御するメカニズムの解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K05813
研究機関東北大学

研究代表者

横井 勇人  東北大学, 農学研究科, 助教 (40569729)

研究分担者 鈴木 徹  東北大学, 農学研究科, 教授 (70344330) [辞退]
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードヒラメ / 左右非対称 / 色素胞 / 白化
研究実績の概要

ヒラメやカレイ類は変態を経て左右非対称な体色を呈するが、人工飼育下では無眼側の黒化や有眼側の白化などの体色異常が発生して問題となっている。本研究では、変態後の成体型色素胞の左右非対称な分化について、有眼側特異的な色素胞分化とともに、無眼側における色素胞の分化抑制に着目し、その分子メカニズムを明らかにするために研究を行っている。ブラジル産アルテミア(BA)給餌により生じる白化をモデルとし、有眼側で異所的に色素胞分化が抑制されるメカニズムを次世代シーケンサーによる遺伝子発現プロファイルの比較により解析する。実験群のBA給餌群と対照群の米国ユタ産アルテミア(UT)給餌群について、HiSeq2000によるRNA-seq解析により発現強度の異なる遺伝子を同定した。まずRT-PCRにより、ドライデータを検証した。続いて、遺伝子の機能を発生遺伝学的に解析するために、ゼブラフィッシュをモデルとして実験を進めている。ゼブラフィッシュオーソログを単離し、RT-PCRとwhole mount in situ hybridizationにより発現様式を解析したが、これまでのところ、発生過程における顕著な発現は観察されなかった。CRISPRゲノム編集による機能解析を進める予定であるが、COVID-19の影響で実験は中断している。再開後にすぐにインジェクションを始めるように、候補遺伝子の再評価とgRNAのデザイン、ノックイン方法について検討している。色素胞分化に関与する新規遺伝子については、先行して実験を進めている2遺伝子について、GFPノックイン系統を作成し、F0の中から遺伝子発現を再現したGFP蛍光を示す個体を選別し、さらにF1以下、系統として安定して維持できる状態にすることができた。

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

ゼブラフィッシュをモデルとした色素胞の分化抑制に関する実験は、COVID-19の影響もあって実験が中断しているが、一方で先行して進めていた色素胞分化関連遺伝子のノックイン実験については、F1を採取して系統化の目処がついており、今度実験再開後には速やかに掛け合わせして、ホモ個体における表現型を解析する予定である。

今後の研究の推進方策

色素胞分化への関与が考えられている新規遺伝子について、CRISPRを用いたGFPノックイン系統の作成に成功している。これらは現在ヘテロで系統化を進めてつつ、GFPレポーターの発現をトレースして色素胞分化との関連を解析しているが、今後はホモ個体で機能喪失個体の表現型を解析する。またこれら遺伝子の発現開始時期の違いとマーカー遺伝子との比較を通して、色素胞分化への寄与について詳細を明らかにする。
また、有眼側における色素胞分化抑制に関与する遺伝子については、実験再開後にCRISPRを用いてGFPノックイン系統を作成するために、候補遺伝子の再評価とgRNAのデザイン、ノックイン方法について準備を進める。
現在は実験ができる状態ではないが、最低限、系統化したノックイン個体と野生型実験系統の維持に努める。

次年度使用額が生じた理由

2019年中は、ほぼ計画通りに予算執行した。COVID-19の影響により、3月に計画されていた国際学会と国内学会の開催が中止され、また一部の実験計画について変更し、関連した試薬・物品を次年度に購入することとした。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] 国立海洋研究所/バルセロナ大学(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      国立海洋研究所/バルセロナ大学
  • [国際共同研究] トレント大学(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      トレント大学
  • [雑誌論文] Developmental regulatory system of ocular‐side‐specific asymmetric pigmentation in flounder: Critical role of retinoic acid signaling2020

    • 著者名/発表者名
      Chen Qiran、Sato Kota、Yokoi Hayato、Suzuki Tohru
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution

      巻: 334 ページ: 156~167

    • DOI

      10.1002/jez.b.22934

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plasmid delivery by electroporation into fish skeletal muscle for recombinant protein secretion and uptake by oocytes2020

    • 著者名/発表者名
      Iwaizumi Masaki、Yokoi Hayato、Suzuki Tohru
    • 雑誌名

      Fish Physiology and Biochemistry

      巻: 46 ページ: 1121~1130

    • DOI

      10.1007/s10695-020-00775-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mother-to-embryo vitellogenin transport in a viviparous teleost Xenotoca eiseni2019

    • 著者名/発表者名
      Iida Atsuo、Arai Hiroyuki N.、Someya Yumiko、Inokuchi Mayu、Onuma Takeshi A.、Yokoi Hayato、Suzuki Tohru、Hondo Eiichi、Sano Kaori
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 116 ページ: 22359~22365

    • DOI

      10.1073/pnas.1913012116

    • 査読あり
  • [学会発表] 魚類の色素胞分化に関与する遺伝子dhfr-likeおよびhddの解析2020

    • 著者名/発表者名
      中村峻也, 安齋賢, 成瀬清, 鈴木徹, 横井勇人
    • 学会等名
      日本水産学会春季大会
  • [学会発表] 免疫組織化学によるヒラメ仔魚および稚魚におけるグルココルチコイド受容体(GcR; Nr3c1)の局在観察2020

    • 著者名/発表者名
      Naomi Hadisumarto, 常田真葵音, 横井勇人, 鈴木徹
    • 学会等名
      日本水産学会春季大会
  • [学会発表] エレクトロポーレーションを用いたヒラメ稚魚内の Sox10 陽性色素前駆細胞の in vivo での可視化2020

    • 著者名/発表者名
      三宅みなと, 鈴木徹, 横井勇人
    • 学会等名
      日本水産学会春季大会
  • [学会発表] ササウシノシタ仔魚における Sox10 陽性 - 色素前駆細胞の分布とWntアンタゴニストの影響2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤航大, 宇治督, 横井勇人, 鈴木徹
    • 学会等名
      日本水産学会春季大会
  • [学会発表] Critical role of RA signaling during the asymmetric pigmentation of metamorphosing Japanese flounder2020

    • 著者名/発表者名
      陳其然, 佐藤航大, 横井勇人, 鈴木徹
    • 学会等名
      日本水産学会春季大会
  • [学会発表] 雌親魚の腹腔内注射による卵母細胞へのタンパク質の導入2020

    • 著者名/発表者名
      岩泉雅樹, 横井勇人, 宇治督, 鈴木徹
    • 学会等名
      日本水産学会春季大会
  • [学会発表] RNA-seqで明らかになった小型異体類、ササウシノシタの仔魚発生・変態期における遺伝子発現プロファイルの変化2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤雄大, 横井勇人, 宇治督, 鈴木徹
    • 学会等名
      日本動物学会 第90回 大阪大会
  • [学会発表] Characterization of medaka dhfr-like and hdd, genes involved in pigment cell differentiation2019

    • 著者名/発表者名
      Hayato Yokoi, Shunya Nakamura, Satoshi Ansai, Kiyoshi Naruse and Tohru Suzuki
    • 学会等名
      25th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Immunohistochemical localization of glucocorticoid receptor (Nr3c1) in the brain of Japanese flounder (Paralichthys olivaceus) larva and juvenile2019

    • 著者名/発表者名
      Naomi Hadisumarto, Makine Tsuneta, Hayato Yokoi, Tohru Suzuki
    • 学会等名
      25th Japanese Medaka and Zebrafish Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] ゲノム編集による養殖有用系統作出の効率化に向けた技術展開研究2019

    • 著者名/発表者名
      岩泉雅樹, 横井勇人, 鈴木徹
    • 学会等名
      日本ゲノム編集学会 第4回大会
  • [学会発表] dhfr and hdd, genes involved in pigment cell differentiation isolated by transcriptome analysis of flounder metamorphosis2019

    • 著者名/発表者名
      Hayato Yokoi, Shunya Nakamura, Satoshi Ansai, Kiyoshi Naruse, Tohru Suzuki
    • 学会等名
      52nd Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists, Co-sponsored by APDBN
    • 国際学会
  • [学会発表] Distribution of Sox10-positive chromatophore progenitors and neurons in metamorphosing flounder larvae2019

    • 著者名/発表者名
      Tohru Suzuki, Minato Miyake, Kota Sato, Hayato Yokoi
    • 学会等名
      52nd Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists, Co-sponsored by APDBN
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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