光合成ゼブラフィッシュの構築

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K21273
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 島田 康人 三重大学, 医学系研究科, 講師 (40378427)
• 研究分担者: 今村 博臣 京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (20422545) ; 中山 寛子 三重大学, 地域イノベーション学研究科, 研究員 (20831085) ; 加藤 浩 三重大学, 地域イノベーション推進機構, 助教 (30378327)
• 研究期間 (年度): 2020-07-30 – 2022-03-31
• キーワード: ゼブラフィッシュ / 光合成

研究実績の概要

脊椎動物において光合成によるエネルギー供給が可能か、光合成細菌であるシアノバクリアを共生させたゼブラフィッシュを用いて検討する。2013年にサンショウウオの1種が受精卵時に近接する藻類を体内に取り込み、生育後も共生する藻類が光合成を行うことによりエネルギーをサンショウウオ本体に提供していることが報告された。このサンショウウオと同様のことが人工的に可能か、ゼブラフィッシュ受精卵を用いて研究を行った。
この目的のため、細胞内ATP量に応じて蛍光を変化させる（FRET）タンパク質ATeamを恒常発現する遺伝子組み換えゼブラフィッシュを構築した。様々なシアノバクテリア系統をこのゼブラフィッシュ体内に移植した結果、特定のシアノバクテリアを移植した個体ではゼブラフィッシュ体内のATP量の増加を認めた。つまりシアノバクテリアが光合成によって作り出したATPがゼブラフィッシュに供給されていることが証明された。
しかしゼブラフィッシュ体内へのシアノバクテリア移植によるATP供給は1週間程度しか観察できず、その後は免疫細胞によるシアノバクテリアの排除が確認できた。つまり長期の共生モデルとしてはシアノバクテリアの直接的な体内移植は問題があると考え、腸内細菌叢としてのシアノバクテリアの定着を試みた。経口投与を1週間継続したのち、その後4週間にわたってシアノバクテリアの存在が確認でき、さらにATermタンパク質のFRET解析によりゼブラフィッシュ体内へのATP供給（増加）が確認できた。

研究成果

• [雑誌論文] Combined exposure to nanoplastics and metal oxide nanoparticles inhibits efflux pumps and causes oxidative stress in zebrafish embryos (2022)
  • 著者名/発表者名: Bhagat Jacky、Zang Liqing、Kaneco Satoshi、Nishimura Norihiro、Shimada Yasuhito
  • 雑誌名: Science of The Total Environment 巻: 835 ページ: 155436～155436
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.155436
  • 査読あり
• [雑誌論文] Editorial: Zebrafish Models for Human Disease Studies (2022)
  • 著者名/発表者名: Zang Liqing、Torraca Vincenzo、Shimada Yasuhito、Nishimura Norihiro
  • 雑誌名: Frontiers in Cell and Developmental Biology 巻: 10 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fcell.2022.861941
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Zebrafish obesogenic test identifies anti‐adipogenic fraction in Moringa oreifera leaf extracts (2022)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka Izumi、Hata Kanae、Katsuzaki Hirotaka、Nakayama Hiroko、Zang Liqing、Ota Mizuho、Kim Youngil、Chu Djong‐Chi、Juneja Lekh Raj、Nishimura Norihiro、Shimada Yasuhito
  • 雑誌名: Food Science & Nutrition 巻: 10 ページ: 1248～1256
  • DOI: 10.1002/fsn3.2758
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transcriptome analysis of molecular response to UVC irradiation in zebrafish embryos (2022)
  • 著者名/発表者名: Zang Liqing、Shimada Yasuhito、Miyake Hideto、Nishimura Norihiro
  • 雑誌名: Ecotoxicology and Environmental Safety 巻: 231 ページ: 113211～113211
  • DOI: 10.1016/j.ecoenv.2022.113211
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Globin Digest Improves Visceral Adiposity Through UCP1 Upregulation in Diet-Induced Obese Zebrafish and Mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Zang Liqing、Shimada Yasuhito、Nakayama Hiroko、Matsuoka Izumi、Kim Youngil、Chu Djong-Chi、Juneja Lekh Raj、Tsuruta Rika、Sasakawa Yuka、Kuroyanagi Junya、Nishimura Norihiro
  • 雑誌名: Frontiers in Nutrition 巻: 8 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fnut.2021.650975
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of nanoplastic on toxicity of azole fungicides (ketoconazole and fluconazole) in zebrafish embryos (2021)
  • 著者名/発表者名: Bhagat Jacky、Zang Liqing、Nakayama Hiroko、Nishimura Norihiro、Shimada Yasuhito
  • 雑誌名: Science of The Total Environment 巻: 800 ページ: 149463～149463
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.149463
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rhamnan sulphate from green algae Monostroma nitidum improves constipation with gut microbiome alteration in double-blind placebo-controlled trial (2021)
  • 著者名/発表者名: Shimada Yasuhito、Terasawa Masahiro、Okazaki Fumiyoshi、Nakayama Hiroko、Zang Liqing、Nishiura Kaoru、Matsuda Koichi、Nishimura Norihiro
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-021-92459-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ecotoxicological effects of TiO2 nanoparticulates and bulk Ti on microalgae Chaetoceros muelleri (2021)
  • 著者名/発表者名: Baharlooeian Maedeh、Kerdgari Mahnaz、Shimada Yasuhito
  • 雑誌名: Environmental Technology & Innovation 巻: 23 ページ: 101720～101720
  • DOI: 10.1016/j.eti.2021.101720
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toxicity of Jegosaponins A and B from Styrax japonica Siebold et al. Zuccarini in Prostate Cancer Cells and Zebrafish Embryos Resulting from Increased Membrane Permeability (2021)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Moe、Fuchino Hiroyuki、Takayanagi Kaoru、Kawakami Hitomi、Nakayama Hiroko、Kawahara Nobuo、Shimada Yasuhito
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 22 ページ: 6354～6354
  • DOI: 10.3390/ijms22126354
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Preventive Effects of Green Tea Extract against Obesity Development in Zebrafish (2021)
  • 著者名/発表者名: Zang Liqing、Shimada Yasuhito、Nakayama Hiroko、Katsuzaki Hirotaka、Kim Youngil、Chu Djong-Chi、Juneja Lekh Raj、Kuroyanagi Junya、Nishimura Norihiro
  • 雑誌名: Molecules 巻: 26 ページ: 2627～2627
  • DOI: 10.3390/molecules26092627
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Worming into a robust model to unravel the micro/nanoplastic toxicity in soil: A review on Caenorhabditis elegans (2021)
  • 著者名/発表者名: Bhagat Jacky、Nishimura Norihiro、Shimada Yasuhito
  • 雑誌名: TrAC Trends in Analytical Chemistry 巻: 138 ページ: 116235～116235
  • DOI: 10.1016/j.trac.2021.116235
  • 査読あり
• [雑誌論文] 10-Gingerol Suppresses Osteoclastogenesis in RAW264.7 Cells and Zebrafish Osteoporotic Scales (2021)
  • 著者名/発表者名: Zang Liqing、Kagotani Kazuhiro、Nakayama Hiroko、Bhagat Jacky、Fujimoto Yuki、Hayashi Akihito、Sono Ryoji、Katsuzaki Hirotaka、Nishimura Norihiro、Shimada Yasuhito
  • 雑誌名: Frontiers in Cell and Developmental Biology 巻: 9 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fcell.2021.588093
  • 査読あり / オープンアクセス