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2020 年度 実績報告書

生物時計が調節する魚類の免疫リズムの解明 ~感染症の防除を目指して~

研究課題

研究課題/領域番号 20H03064
研究機関宮崎大学

研究代表者

河野 智哉  宮崎大学, 農学部, 准教授 (60527547)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード魚類 / 免疫関連遺伝子 / 概日リズム / 時計遺伝子
研究実績の概要

これまでの研究で、免疫関連遺伝子:インターロイキン1beta (IL-1b)、CCケモカイン (CCL2), リゾチームC (LYZ-C)およびToll様受容体(TLR)-9の発現には、概日リズムが備わっていることを明らかにした。そこで、当該リズムの発振機構を探るために、各遺伝子の転写調節領域に時計遺伝子応答配列(E-Box, RORE)が存在するかを確認した。その結果、全ての遺伝子にE-BoxおよびRORE配列が複数認められ、時計遺伝子による転写制御を受けていることが示唆された。続いて、時計遺伝子(Bmal1/Clock1, ROR)過剰発現細胞を作製し、上記遺伝子の発現が変調するかを調べたところ、Bmal1/Clock1過剰発現細胞においてIL-1b, LYZ-CおよびTLR9遺伝子の有意な発現増加が認められた。また、ROR過剰発現細胞においてCCL2遺伝子の発現が有意に増加した。続いて、モルフォリノオリゴを用いて時計遺伝子の発現を抑制した細胞(KD細胞)における、IL-1b(Bmal1-KD細胞)およびCCL2(ROR-KD細胞)遺伝子の発現を調べたところ、共に発現量が有意に減少することが明らかとなった。これらの結果から、対象とした免疫関連遺伝子は時計遺伝子によって制御された転写リズムを有することが示唆された。
上記の研究と並行して、ゲノム編集技術CRISPR/Cas9を利用し時計遺伝子:Bmal1 / RORノックアウトメダカの作出を試みた。候補ガイドRNAを作成し受精卵へマイクロインジェクションを行ったのち、発生直後の個体を対象にヘテロ二本鎖移動度分析(HMA)によって変異の有無を確認した。対象遺伝子への変異挿入が確認されたため、バッククロスを進めF2世代(ヘテロ)までの作成を完了した。次年度には、F3ホモ個体を作出できる予定である。

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

初年度に計画した実験は概ね順調に進捗しているが、一部、新型コロナウイルス感染対策などで十分に進めることができなかった。しかしながら、時計遺伝子KOメダカの作出は順調に進んでいる。また、2報の関連学術論文が受理された。以上より、進捗状況に問題はないものと判断する。

今後の研究の推進方策

時計遺伝子KOメダカの作出は順調に進んでおり、半年程度でホモ個体の作出が完了する予定である。作出したKOメダカを用いて、時計遺伝子群の発現リズムの解析を行い、概日リズムの中枢制御機構を解明する。さらに、トランスクリプトーム解析を実施し、リズムを有する免疫分子の網羅的な探索を行う。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Fish cytokines: current research and applications2021

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Sakai, Jun-ichi Hikima and Tomoya Kono
    • 雑誌名

      Fisheries Science

      巻: 87 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1007/s12562-020-01476-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Circadian clock components Bmal1 and Clock1 regulate tlr9 gene expression in the Japanese medaka (Oryzias latipes)2020

    • 著者名/発表者名
      Genki Taira, Teika Onoue, Jun-ichi Hikima, Masahiro Sakai and Tomoya Kono
    • 雑誌名

      Fish and Shellfish Immunology

      巻: 105 ページ: 438-445

    • DOI

      10.1016/j.fsi.2020.07.009. Epub 2020 Jul 9.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diel variation of CC chemokine gene expression in the Japanese pufferfish Takifugu rubripes2020

    • 著者名/発表者名
      Yuri Tsutsui, Teika Onoue, Jun-ichi Hikima, Masahiro Sakai and Tomoya Kono
    • 雑誌名

      Marine Biotechnology

      巻: 22 ページ: 607-612

    • DOI

      10.1007/s10126-020-09988-x. Epub 2020 Sep 2.

    • 査読あり
  • [学会発表] 魚類サイトカインによる自然免疫応答の概日リズム制御に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      河野智哉
    • 学会等名
      令和3年度日本水産学会春季大会
    • 招待講演
  • [学会発表] メダカ(Oryzias latipes)における2つのインターロイキン17受容体C遺伝子の同定およびリガンドとの結合性解析2021

    • 著者名/発表者名
      原田七輝、岡村洋、河野智哉、酒井正博、引間順一
    • 学会等名
      令和3年度日本水産学会春季大会
  • [学会発表] メダカにおける3つのasc遺伝子の同定および発現解析2021

    • 著者名/発表者名
      森本和月、岡村洋、河野智哉、酒井正博、引間順一
    • 学会等名
      令和3年度日本水産学会春季大会

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公開日: 2021-12-27  

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