新規体内時計と環境因子によるクサフグの半月周性産卵リズムの形成機構

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 24570069
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 安東 宏徳 新潟大学, 自然科学系, 教授 (60221743)
• 研究分担者: 黒川 大輔 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40342779) ; 服部 淳彦 東京医科歯科大学, 教養部, 教授 (70183910)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 脳・神経 / 生殖リズム / 松果体 / メラトニン / 時計遺伝子 / クリプトクローム / 月周リズム / クサフグ

研究実績の概要

クサフグにおける半月周性産卵リズムの形成機構を解明するため、松果体に存在すると考えられる15時間周期の新しい体内リズムの発振機構について解析を行った。平成26年度に得られた結果は、次の1）～4）である。
1）クリプトクローム（Cry）は、脊椎動物において概日時計を構成する分子の一つである。これまでにクサフグの4種類のCry遺伝子のうち、Cry1とCry3の遺伝子発現が間脳で日周及び概日変動することを明らかにし、クサフグでもCryが概日時計遺伝子の一つとして機能することを示唆した。平成26年度では、Cryの月周リズムの発振への関与を明らかにするため、産卵期にクサフグの間脳を同時刻に4日ごとに7回採集して、月齢に伴ったCry遺伝子発現量の変化を解析した。その結果、Cry1とCry3共に、満月の日にピークを持つ月周変動を示すことが明らかになり、Cryが月齢を測る分子機構に重要な役割を持つことが示唆された。
2）MelR遺伝子のプロモーター解析用のDNAコンストラクトを作成した。
3）クサフグ仔魚の松果体におけるメラトニン受容体（MelR）、松果体特異的転写因子Otx5、Cryの各遺伝子の周期的発現の解析用に、仔魚を明暗条件下および恒暗条件下で飼育し，3時間ごとに9回サンプリングした。
4）次世代シークエンサーによるクサフグ松果体のRNAシークエンス解析を行うために、成熟魚を採集、飼育して一定時間ごとに松果体を採集し、トータルRNAを調製した。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

計画から遅れている部分として，クサフグの受精卵を用いたMelR遺伝子のプロモーター解析を平成26年度に予定していたが、必要な量の受精卵を入手できず、実施できなかった。受精卵は、5-7月の産卵期の限られた日に野外の産卵場に集まる魚を採集して用いるが、天候不順によって十分な数の魚を採集することができなかった。また同様の理由から、成熟魚の松果体のトータルRNA試料を十分量調製することができなかったため、RNAシークエンス解析を実施できなかった。H27年度に産卵魚の採集地点を増やして、十分な量の受精卵および松果体を確保し、両解析を実施する。
一方で，計画より進んでいる部分として，概日時計の構成分子として機能していると考えられるCryが月齢に応じた遺伝子発現変動を示すことが明らかになり、中枢概日時計が月周を刻む時計として機能することが示唆された点が挙げられる。

今後の研究の推進方策

計画より遅れている部分について、産卵魚の採集地点を増やして、十分な数の産卵魚を採集し、MelR遺伝子のプロモーター解析と松果体のRNAシークエンス解析を実施する。また、クサフグの胚を成体まで飼育し、胚から成体までのMelR、Otx5、Cryの各遺伝子の周期的発現を明らかにする。さらに、最終年度として本研究課題の成果をまとめる。

次年度使用額が生じた理由

H26年度に、クサフグの受精卵を用いたMelR遺伝子のプロモーター解析と成熟魚の松果体を用いたmRNAシークエンスを予定していたが、天候不順により必要な数の実験魚を野外で入手することができず、解析を実施することができなかった。そのため、助成金が生じると共に、実施期間をH27年度まで延長した。

次年度使用額の使用計画

助成金は、MelR遺伝子のプロモーター解析と松果体のRNAシークエンスに必要な実験魚の採集のための旅費、プロモーター解析用試薬の購入、松果体のmRNAの調製用試薬・キットの購入、および研究成果の発表のため国内旅費に使用する。

研究成果

• [雑誌論文] Differential expression patterns of PQRFamide peptide and its two receptor genes in the brain and pituitary of grass puffer during the reproductive cycle. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shahjahan, M., Doi, H., Ando, H.
  • 雑誌名: General and Comparative Endocrinology 巻: 210 ページ: 152-160
  • DOI: 10.1016/j.ygcen.2014.07.005
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ultradian oscillation in expression of four melatonin receptor subtype genes in the pineal gland of the grass puffer, a semilunar-synchronized spawner, under constant darkness. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ikegami, T., Maruyama, Y., Ando, H. et al.
  • 雑誌名: Frontiers in Neuroscience 巻: 9 ページ: 9
  • DOI: 10.3389/fnins.2015.00009
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Melatonin inhibits embryonic salivary gland branching morphogenesis by regulating both epithelial cell adhesion and morphology. (2015)
  • 著者名/発表者名: Obana-Koshino, A., Hattori, A., Sakai, T. et al.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 10 ページ: e0119960
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0119960
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Monohydroxylated polycyclic aromatic hydrocarbons influence spicule formation in the early development of sea urchins (Hemicentrotus pulcherrimus). (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, N., Hattori, A., Hayakawa, K. et al.
  • 雑誌名: Comparative Biochemistry and Physiology Part C 巻: 171 ページ: 55-60
  • DOI: 10.1016/j.cbpc.2015.02.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diurnal and circadian oscillations in expression of kisspeptin, kisspeptin receptor and gonadotrophin-releasing hormone 2 genes in the grass puffer, a semilunar-synchronised spawner. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ando, H., Ogawa, S., Shahjahan, M. et al.
  • 雑誌名: Journal of Neuroendocrinology 巻: 26 ページ: 459-467
  • DOI: 10.1111/jne.12165
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of inorganic mercury and methylmercury on osteoclasts and osteoblasts in the scales of the marine teleost as a model system of bone. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yachiguchi, K., Hattori, A., Suzuki, N. et al.
  • 雑誌名: Zoological Science 巻: 31 ページ: 330-337
  • DOI: 10.2108/zs130265
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Increased PGE2 has a positive correlation with plasma calcium during goldfish reproduction. (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, N., Hattori, A., Oshima, Y. et al.
  • 雑誌名: Journal of the Faculty of Agriculture, Kyushu University 巻: 59 ページ: 97-101
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Polychlorinated biphenyl (118) activates osteoclasts and induces bone resorption in goldfish. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yachiguchi, K., Hattori, A., Suzuki, N. et al.
  • 雑誌名: Environmental Science and Pollution Research 巻: 21 ページ: 6365-6372
  • DOI: 10.1007/s11356-012-1347-5
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] メラトニン－時間医療科学と抗加齢医学の側面から． (2014)
  • 著者名/発表者名: 服部淳彦
  • 雑誌名: 日本抗加齢医学会雑誌 巻: 10 ページ: 684-691
  • 査読あり
• [雑誌論文] メラトニンの骨代謝に対する作用と骨疾患の治療への応用． (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木信雄，関 あずさ，服部淳彦
  • 雑誌名: 日本抗加齢医学会雑誌 巻: 10 ページ: 697-702
  • 査読あり
• [雑誌論文] メラトニン投与による象牙質の組成や組織構造の変化に関する分析学的及び組織学的研究． (2014)
  • 著者名/発表者名: 三島弘幸，服部淳彦，見明康雄
  • 雑誌名: 日本抗加齢医学会雑誌 巻: 12 ページ: 11-22
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pyrene induces a reduction in midbrain size and abnormal swimming behavior in early-hatched pufferfish larvae. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sugahara, Y., Kurokawa, D., Murakami. Y. et al.
  • 雑誌名: Marine Pollution Bulletin 巻: 85 ページ: 479-486
  • DOI: 10.1016/j.marpolbul.2014.04.022
  • 査読あり
• [学会発表] クサフグの月周同調産卵回遊行動とホルモン (2015)
  • 著者名/発表者名: 安東宏徳
  • 学会等名: 平成27年度日本水産学会春季大会シンポジウム「魚類行動生理学の基礎と水産研究への応用」
  • 発表場所: 東京海洋大学（東京）
  • 年月日: 2015-03-27 – 2015-03-27
  • 招待講演
• [学会発表] 宇宙空間における微小重力への金魚再生ウロコ破骨細胞の応答． (2015)
  • 著者名/発表者名: 池亀美華，田畑 純，服部淳彦，鈴木信雄
  • 学会等名: 第120回 日本解剖学会総会･全国学術集会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-23
  • 招待講演
• [学会発表] Histological and analytical studies in the role of melatonin in the structure and composition of teeth dentin. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mishima, H., Osaki, M., Hattori, A., Suzuki, N., Kakei, M., Matumoto, T., Miake, Y., Ikegame, M.
  • 学会等名: The Joint Meeting of the 120th Annual Meeting of the Japanese Association of Anatomists and the 92nd Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Kobe Convention Center, Hyogo
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-23
• [学会発表] 成長から成熟への転換機構：ベーリング海のサケで起きていること (2015)
  • 著者名/発表者名: 安東宏徳
  • 学会等名: 形の科学研究センター2015シンポジウム
  • 発表場所: 新潟大学五十嵐キャンパス（新潟）
  • 年月日: 2015-02-28 – 2015-02-28
• [学会発表] 産卵回遊行動を調節する脳のしくみ‐月周産卵回遊魚クサフグをモデルとした研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 安東宏徳
  • 学会等名: 第1回新潟大学佐渡3 施設による森里海公開シンポジウム「佐渡から世界へ発信する最新の研究‐自然探求から、自然共生、自然再生へ」
  • 発表場所: 新潟大学理学部附属臨海実験所（佐渡）
  • 年月日: 2015-02-26 – 2015-02-26
  • 招待講演
• [学会発表] 魚類のウロコを用いた宇宙生物学的研究：キンギョのウロコ及び骨疾患モデルラットの骨代謝に対するブロモメラトニンの新規作用． (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木信雄，矢野幸子，大森克徳，北村敬一郎，清水宣明，西内 巧，染井正徳，関口俊男，渡辺良成，池亀美華，近藤 隆，田渕圭章，鈴木 徹，遠藤雅人，竹内俊郎，江尻貞一，三島弘幸，嶋津 徹、関 あずさ，服部淳彦
  • 学会等名: 第29回宇宙環境利用シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所相模原キャンパス（神奈川）
  • 年月日: 2015-01-24 – 2015-01-25
• [学会発表] 宇宙実験を基盤にした骨疾患治療薬の開発． (2015)
  • 著者名/発表者名: 鈴木信雄，矢野幸子，大森克徳，北村敬一郎，清水宣明，西内 巧，染井正徳，関口俊男，渡辺良成，池亀美華，近藤 隆，田渕圭章，鈴木 徹，遠藤雅人，竹内俊郎，江尻貞一，三島弘幸，嶋津 徹、関 あずさ，服部淳彦
  • 学会等名: 第15回宇宙科学シンポジウム
  • 発表場所: 宇宙科学研究所相模原キャンパス（神奈川）
  • 年月日: 2015-01-06 – 2015-01-07
• [学会発表] 走査型及び透過型電子顕微鏡によるキンギョウロコの収納ポケットの形態観察． (2014)
  • 著者名/発表者名: 舟橋久幸，鬼木弘明，赤塚涼佑，耿啓達，鈴木信雄，服部淳彦
  • 学会等名: 第46回日本臨床分子形態学会
  • 発表場所: 日本大学（東京）
  • 年月日: 2014-10-17 – 2014-10-18
• [学会発表] 非モデル真骨魚類へのゲノム編集技術の応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒川大輔, 佐々木慎平, 岡部久, 相澤慎一, 赤坂甲治
  • 学会等名: 第4回ゲノム編集研究会
  • 発表場所: 広島国際会議場（広島）
  • 年月日: 2014-10-06 – 2014-10-07
• [学会発表] 宇宙実験を基盤にした骨疾患治療薬の開発． (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木信雄，関あずさ，高垣裕子，田渕圭章，矢野幸子，北村敬一郎，関口俊男，池亀美華，近藤 隆，染井正徳，服部淳彦
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第28回大会
  • 発表場所: 大阪府立大学（大阪）
  • 年月日: 2014-09-22 – 2014-09-23
• [学会発表] メラトニンによるキンギョの血漿グルコース濃度低下作用． (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡辺数基，中野真樹，服部淳彦
  • 学会等名: 日本動物学会第85回仙台大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 卵内投与によるメラトニンのニワトリ骨組織に対する影響． (2014)
  • 著者名/発表者名: 中野真樹，池亀美華，山本智章，服部淳彦
  • 学会等名: 日本動物学会第85回仙台大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 加齢コオロギにみられる長期記憶障害に対するメラトニンの抑制効果． (2014)
  • 著者名/発表者名: 松本幸久，松本－佐藤千尋，水波誠，中野真樹，服部淳彦
  • 学会等名: 日本動物学会第85回仙台大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 魚類及び哺乳類における新規メラトニン誘導体の骨代謝に対する作用． (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木信雄，関口俊男，山本樹，上西篤志，関あずさ，高垣裕子，池亀美華，田渕圭章，近藤 隆，北村敬一郎，矢野幸子，染井正徳，服部淳彦
  • 学会等名: 日本動物学会第85回仙台大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 宇宙医学とアンチエイジング医学の接点． (2014)
  • 著者名/発表者名: 服部淳彦
  • 学会等名: 第14回日本抗加齢医学会総会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪）
  • 年月日: 2014-06-06 – 2014-06-08
  • 招待講演
• [学会発表] メラトニンとアゴニスト－今後の展望． (2014)
  • 著者名/発表者名: 服部淳彦
  • 学会等名: 第14回日本抗加齢医学会総会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪）
  • 年月日: 2014-06-06 – 2014-06-08
  • 招待講演
• [学会発表] 加齢性記憶障害に対する一酸化窒素による回復とメラトニンの長期投与の効果－コオロギをモデル動物として． (2014)
  • 著者名/発表者名: 松本幸久，松本－佐藤千尋，水波誠，中野真樹，服部淳彦
  • 学会等名: 第14回日本抗加齢医学会総会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪）
  • 年月日: 2014-06-06 – 2014-06-08
• [学会発表] 骨組織におけるメラトニンの作用機序の解明－ニワトリ胚をモデルとして－． (2014)
  • 著者名/発表者名: 中野真樹，池亀美華，服部淳彦
  • 学会等名: 第14回日本抗加齢医学会総会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪）
  • 年月日: 2014-06-06 – 2014-06-08
• [学会発表] メタボローム解析によるマウス血中代謝物の加齢による変化とメラトニン長期投与の効果． (2014)
  • 著者名/発表者名: 前田斉嘉，五十嵐－右高潤子，千葉篤彦，服部淳彦
  • 学会等名: 第14回日本抗加齢医学会総会
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪）
  • 年月日: 2014-06-06 – 2014-06-08
• [学会発表] Response of osteoclasts and receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand expression in the regenerating scales of goldfish under microgravity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikegame, M., Hattori, A., Tabuchi, Y., Kitamura, K., Yamamoto, T., Nakano, M., Yano, S., Yamamoto, T., Suzuki, N.
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Mechanobiology
  • 発表場所: Okayama
  • 年月日: 2014-05-20 – 2014-05-23
  • 招待講演
• [学会発表] Histological and analytical studies in the role of melatonin in the formation and composition of incremental lines in dentin. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mishima, H., Kadota, R., Hattori, A., Suzuki, N., Kakei, M., Matsumoto, T., Miake, Y.
  • 学会等名: European Calcified Tissue Society Congress 2014
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2014-05-17 – 2014-05-20
• [学会発表] 超音波による機械的刺激の骨芽細胞及び破骨細胞に対する作用：魚のウロコを用いた解析． (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木信雄，北村敬一郎，古澤之裕，田渕圭章，近藤 隆，池亀美華，清水宣明，和田重人，服部淳彦
  • 学会等名: 日本超音波医学会第87回学術集会
  • 発表場所: 横浜国際会議場
  • 年月日: 2014-05-09 – 2014-05-11
  • 招待講演
• [図書] 光と脊椎動物の生活史（光と生命の事典） (2015)
  • 著者名/発表者名: 安東宏徳
  • 総ページ数: 印刷中
  • 出版者: 朝倉書店
• [備考] 新潟大学理学部附属臨海実験所
  • URL: http://www.sc.niigata-u.ac.jp/sc/sadomarine/