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2021 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、時計遺伝子の機能を詳細に理解するために、ゲノム編集技術CRISPR / Cas9システムを用いて、時計遺伝子Bmal1およびRORaノックアウト(KO)メダカの作出を試みた。各時計遺伝子KOメダカ(F2)について、ヘテロ二本鎖移動度分析 (HMA)およびシーケンシングによって変異を確認したところ、1) Bmal1-KOメダカにおいては、Bmal1遺伝子のエキソン配列上に16塩基の挿入が生じており、フレームシフトによって機能ドメイン(PAS-A, PAS-B)を欠損していることが確認された。また、2) RORa-KOメダカにおいては、RORa遺伝子のエキソン配列上に11塩基の挿入が生じており、フレームシフトによって機能ドメイン(DBD, LBD)を欠損する変異が認められた。続いて、各時計遺伝子KOメダカの雌雄(F2)を掛け合わせ、F3ホモ個体の作出を試みたが、目的とする個体は得られなかったため、当該実験は次年度も継続して行う。
KOメダカ作成の進捗が思わしくなかったため、令和4年度に計画していた実験の一部を前倒しし、異なる時間帯での病原体感染に対する免疫応答について検討した。メダカに病原細菌Edwardsiella piscicidaを明期(ZT4, ZT8)または暗期(ZT16, ZT20)に感染させたところ、明期感染区の死亡率は暗期感染区と比べ低い傾向を示した。また、明期病原体感染区(ZT8)の炎症性サイトカイン遺伝子(il6, il8, il17a/f1, il17a/f2)の発現応答は、他の感染区と比べ顕著に高いことが確認された。さらに、明期感染区の貪食活性は暗期感染区と比べ有意に高かった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究室(メダカ飼育施設)の引っ越しによって、時計遺伝子KOメダカ(F2個体)が調子を崩し、KOホモ個体の作出が行えなかった。水質の確認、飼料・ろ過設備の検討を行い、現在はF3個体の産卵が順調に進んでいる。令和4年度中には時計遺伝子KOホモ個体を作出し、時計遺伝子による免疫制御を明らかにするための種々の実験に着手する。現在、令和2-3年度の研究成果をまとめた論文を学術誌に投稿中である。

今後の研究の推進方策

時計遺伝子KOメダカ(ホモ)の作出を完了し、トランスクリプトーム解析によって、時計遺伝子が転写を制御する免疫分子を明らかにする。続いて、当該分子の発現リズムを明らかにし、時間帯別免疫刺激に対する発現応答について検討する。さらに、免疫刺激や病原体感染に対する免疫応答を、時計遺伝子KOメダカと野生型メダカで比較し、時計遺伝子による免疫制御機構を詳細に検討する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021

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 (3件)

  • [雑誌論文] Study on fish cytokines regulating innate immune responses2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Kono
    • 雑誌名

      Nippon Suisan Gakkaishi

      巻: 87 ページ: 213-216

    • DOI

      10.2331/suisan.WA2820

  • [雑誌論文] IL-17RA1 gene knockout causes weight loss and reduction of intestinal metabolism-related genes in Japanese medaka, Oryzias latipes2021

    • 著者名/発表者名
      Yo Okamura, Hiroshi Miyanishi, Masato Kinoshita, Tomoya Kono, Masahiro Sakai, Jun-ichi Hikima
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 12099

    • DOI

      10.21203/rs.3.rs-114142/v1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] mpeg1遺伝子を標的としたマクロファージ蛍光標識メダカの作出2021

    • 著者名/発表者名
      中神賢太郎、木下政人、河野智哉、酒井正博、引間順一
    • 学会等名
      第21回マリンバイオテクノロジー学会大会
  • [学会発表] メダカにおけるインフラマソーム構成分子の細胞内局在と細胞死誘導2021

    • 著者名/発表者名
      森本和月、坂田篤哉、河野智哉、酒井正博、引間順一
    • 学会等名
      第32回日本比較免疫学会学術集会
  • [学会発表] 炎症を誘導したIL-22遺伝子KOメダカの腸管における機能的変化2021

    • 著者名/発表者名
      高橋良枝、岡村洋、原田七輝、渡邊美香、宮西弘、河野智哉、酒井正博、引間順一
    • 学会等名
      令和3年度日本水産学会秋季大会

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公開日: 2022-12-28  

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