特殊なアミノ酸を用いて深海生物が硫化水素を無毒化するしくみ

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22380107
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 水産学一般
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 井上 広滋 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (60323630)
• 連携研究者: 豊原 治彦 京都大学, 農学研究科, 准教授 (90183079) ; 丸山 正 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋・極限環境生物圏領域, プログラムディレクター (90373464)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 適応 / 特殊環境 / 深海 / 熱水噴出域 / 硫化水素 / 生理学 / 共生 / 無脊椎動物

研究概要

深海の熱水噴出域固有生物の硫化水素の毒性に対する適応機構を、アミノ酸の一種ヒポタウリンを手がかりとして解明を試みた。ヒポタウリンはタウリンの前駆体であるが、硫化水素と結合して無毒なチオタウリンとなることができ、その合成機構は適応の鍵となる。本研究では、シチヨウシンカイヒバリガイより海産無脊椎動物で初めてヒポタウリンの合成経路を解明し、それらの遺伝子が飼育環境中の硫化物濃度にかかわらず硫化物に曝される鰓で高発現していることを明らかにした。また、解明された経路を鰓のアミノ酸組成からも検証した。熱水噴出域の二枚貝類はタウリン合成経路の一部を活用することで熱水噴出域に進出したと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Evolutionary history of the GABA transporter (GAT) group revealed by marine invertebrate GAT-1 (2013)
  • 著者名/発表者名: Kinjo, A., Koito, T., Kawaguchi, S., Inoue, K.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e82410
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0082410
  • 査読あり
• [雑誌論文] 魚介類の生態を支える生理機能に関する分子生物学的研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上広滋
  • 雑誌名: 日本水産学会誌 巻: 79 ページ: 315-318
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/suisan/79/3/79_WA1905/_pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of water temperature on the larval development of Neoverruca sp. and Ashinkailepas seepiophila - implications for larval dispersal and settlement in the vent and seep environments (2013)
  • 著者名/発表者名: Yorusue, T., Kado, R., Watanabe, H., Høeg, J.T., Inoue, K., Kojima, S., Chan, B.K.K.
  • 雑誌名: Deep-Sea Res 巻: 71 ページ: 33-37
  • DOI: 10.1016/j.dsr.2012.10.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of the amount of thiotrophic symbionts in the deep-sea mussel Bathymodiolus septemdierum under different sulfide levels by using fluorescent in situ hybridization (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujinoki, M., Koito, T., Nemoto, S., Kitada, M., Yamaguchi, Y., Hyodo, S., Numanami, H., Miyazaki, N., and Inoue, K.
  • 雑誌名: Fish. Sci 巻: 78 ページ: 139-146
  • DOI: 10.1007/s12562-011-0419-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Whole-mount fluorescence in situ hybridization to visualize symbiotic bacteria in the gills of deep-sea mussels (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujinoki, M., Koito, T., Fujiwara, Y., Kawato M., Tada, Y., Hamasaki, K., Jimbo, M., and Inoue, K.
  • 雑誌名: Aquatic Biol 巻: 14 ページ: 134-140
  • DOI: 10.3354/ab00385
  • 査読あり
• [雑誌論文] Trophic structure of hydrothermal vent communities at the Myojin Knoll and the Nikko Seamount in the northwestern Pacific : Implications for photosynthesis-derived food supply (2012)
  • 著者名/発表者名: Yorisue, T., Inoue, K., Miyake, H., and Kojima, S.
  • 雑誌名: Plankton Benthos Res 巻: 7 ページ: 35-40
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/pbr/7/2/7_35/_pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] New distribution record of deep-sea mussel, Bathymodiolus aduloides Hashimoto & Okutani 1994 [Mollusca : Bivalvia: Mytilidae] from a hydrothermal vent, Myojinsho (2012)
  • 著者名/発表者名: Koito, T., Hashimoto, J., Nemoto, S., Kitajima, M., Kitada, M., Inoue, K.
  • 雑誌名: Marine Biodiversity Records 巻: 5 ページ: e38
  • DOI: 10.1017/S1755267212000267
  • 査読あり
• [雑誌論文] 猛毒の硫化水素をエネルギー源とする深海生物の生存戦略 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上広滋
  • 雑誌名: バイオサイエンスとインダストリー 巻: 70 ページ: 251-254
  • URL: http://www.jba.or.jp/pc/archive/2012/vol70_no4.html
• [雑誌論文] Nematode community composition in hydrothermal vent and adjacent non-vent fields around Myojin Knoll, a seamount on the Izu-Ogasawara Arc in the western North Pacific Ocean
  • 著者名/発表者名: Setoguchi, Y., Nomaki, H., Kitahashi, T., Watanabe, H., Inoue, K., Ogawa, NO, Shimanaga, M.
  • 雑誌名: Mar. Biol 巻: (in press)
  • DOI: 10.1007/s00227-014-2460-4
  • 査読あり
• [学会発表] シチヨウシンカイヒバリガイの共生菌獲得機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 津澤一輝
  • 学会等名: 平成26年度日本水産学会春季大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 20140327-30
• [学会発表] 明神海丘の熱水域・被熱水域における線虫類群集の空間変異 (2014)
  • 著者名/発表者名: 瀬戸口友佳
  • 学会等名: 日本生態学会大会
  • 発表場所: 広島国際会議場
  • 年月日: 20140314-18
• [学会発表] シンカイヒバリガイ類のヒポタウリン蓄積機構 : NT11-09 とその後の展開 (2014)
  • 著者名/発表者名: 井上広滋
  • 学会等名: ブルーアース2014
  • 発表場所: 東京海洋大学
  • 年月日: 20140219-20
• [学会発表] 深海性二枚貝のセロトニン受容体遺伝子の発現動態 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小糸智子
  • 学会等名: 平成25年度日本水産学会秋季大会
  • 発表場所: 三重大学
  • 年月日: 20130919-22
• [学会発表] 魚介類の生態を支える生理機能に関する分子生物学的研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井上広滋
  • 発表場所: 東京海洋大学
  • 年月日: 20130326-30
• [学会発表] シンカイヒバリガイ類とその共生菌の集団構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小糸智子
  • 学会等名: 平成25年度日本水産学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学
  • 年月日: 20130326-30
• [学会発表] 硫化物存在下でのシチヨウシンカイヒバリガイタウリントランスポーター遺伝子の発現誘導 (2013)
  • 著者名/発表者名: 日下部郁美
  • 学会等名: 平成25年度日本水産学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学
  • 年月日: 20130326-30
• [学会発表] 深海性二枚貝におけるヒポタウリン生合成経路と硫化物に対する発現応答 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長崎稔拓
  • 発表場所: 東京海洋大学
  • 年月日: 20130326-30
• [学会発表] 海産無脊椎動物のGAT-1 が解き明かすGABA 輸送体グループの進化の歴史 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金城梓
  • 学会等名: ブルーアース2013
  • 発表場所: 東京海洋大学
  • 年月日: 20130222-23
• [学会発表] 硫化物存在下でのシチヨウシンカイヒバリガイタウリントランスポーター遺伝子の発現誘導 (2013)
  • 著者名/発表者名: 日下部郁美
  • 学会等名: ブルーアース2013
  • 発表場所: 東京海洋大学
  • 年月日: 20130222-23
• [学会発表] 海産無脊椎動物のGAT-1 が解き明かすGABA 輸送体グループの分子進化と機能進化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金城梓
  • 学会等名: 日本動物学会関東支部第66回大会
  • 発表場所: 東京大学大気海洋研究所
  • 年月日: 2013-03-15
• [学会発表] Mechanisms of adaptation to hydrothermal vents using taurine-related amino acids (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue K.
  • 学会等名: University of Hawaii and University of Tokyo Joint Symposium on Ocean, Coastal, and Atmospheric Sciences
  • 発表場所: University of Hawaii
  • 年月日: 20120613-15
• [学会発表] Evolutionary history of the GABA transporter group revealed by marine invertebrate GAT-1 genes (2012)
  • 著者名/発表者名: Kinjo A.
  • 学会等名: University of Hawaii and University of Tokyo Joint Symposium on Ocean, Coastal, and Atmospheric Sciences
  • 発表場所: University of Hawaii
  • 年月日: 20120613-15
• [学会発表] Mechanisms of adaptation to hydrothermal vents using taurine-related amino acids (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue K.
  • 学会等名: Malaysia International Biological Symposium
  • 発表場所: Serdan, Malaysia
  • 年月日: 2012-07-12
• [学会発表] 海産無脊椎動物のGAT-1 が示すGABA 輸送体グループの進化の歴史 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金城梓
  • 学会等名: 東京大学生命科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2012-06-30
• [学会発表] 貝類のGAT-1 から見たGABA 輸送体グループの分子進化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金城梓
  • 学会等名: 東京大学生命科学シンポジウム
  • 発表場所: 長崎大学
  • 年月日: 20110928-1003
• [学会発表] タウリン関連物質による熱水噴出域への適応機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上広滋
  • 学会等名: 第14回マリンバイオテクノロジー学会
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 20110528-29
• [備考]
  • URL: http://darwin.aori.u-tokyo.ac.jp/inouelab/index.html