脳内ペプチド遺伝子パラログにおける機能代償のＺＦＮ法を用いた実証

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24657050
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 動物生理・行動
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 岡 良隆 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70143360)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: ペプチド / 生殖 / 性行動 / パラログ遺伝子 / トランスジェニック / メダカ

研究概要

一般的に、ゲノム重複によって倍化した遺伝子は、異なる機能をもつ遺伝子(パラログ)に分化していることが知られている。単細胞生物では、パラログの存在により遺伝子欠失の際に機能補償が起こり得ることが示唆されているが、多細胞生物では詳細は不明である。申請者らは、生殖や性行動の調節に重要と考えられている脳内ペプチドキスペプチンのパラログ遺伝子kiss1とkiss2において神経機能代償の例を発見した。そこで、この実験系を用いて、非モデル生物にも適用可能な遺伝子ノックアウト技術を開発し、進化の途上で起こった機能喪失を実験的に再現する、という挑戦的な萌芽研究を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Neurobiological study of fish brains gives insights into the nature of gonadotropin-releasing hormone 1-3 neurons. Frontiers in Endocrinology (Experimental Endocrinology) (2013)
  • 著者名/発表者名: Karigo, T., and Oka, Y.
  • 雑誌名: Biology of Gonadotropin-Releasing Hormone Neurons 巻: 4: 177 ページ: 1-10
  • DOI: 10.3389/fendo.2013.00177
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anatomical distribution of sex steroid hormone receptors in the brain of female medaka (2013)
  • 著者名/発表者名: Zempo, B., Kanda, S., Okubo, K., Akazome, Y., and Oka, Y.
  • 雑誌名: Journal of Comparative Neurology 巻: 521 ページ: 1760-1780
  • DOI: 10.1002/cne.23255
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuropeptide RFRP inhibits the pacemaker activity of terminal nerve GnRH neurons (2013)
  • 著者名/発表者名: Umatani, C., Abe, H., and Oka, Y.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 巻: 109 ページ: 2354-2363
  • DOI: 10.1152/jn.00145.2012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuroanatomical evidence that kisspeptin directly regulates isotocin and vasotocin neurons (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanda, S., Akazome, Y., Mitani, Y., Okubo, K., and Oka, Y.
  • 雑誌名: PLosOne 巻: 8 ページ: e62776
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0062776
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression and putative function of kisspeptins and their receptors during early development in medaka (2013)
  • 著者名/発表者名: Hodne, K., Weltzien, F.-A., Oka, Y., and Okubo, K.
  • 雑誌名: Endocrinology 巻: 154 ページ: 3437-3446
  • DOI: 10.1210/en.2013-1065
  • 査読あり
• [雑誌論文] Burst generation mediated by cholinergic input in terminal nerve-gonadotrophin releasing hormone neurones of the goldfish (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawai, T., Abe, H., and Oka, Y.
  • 雑誌名: Journal of Physiology-London 巻: 591 ページ: 5509-5523
  • DOI: 10.1113/jphysiol.2013.258343
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolutionary insights into the steroid sensitive kiss1 and kiss2 neurons in the vertebrate brain (2012)
  • 著者名/発表者名: Kanda, S., and Oka, Y.
  • 雑誌名: Frontiers in Genomic Endocrinology "Estrogenic control of hypothalamic GnRH neurons" 巻: 3:28 ページ: 1-10
  • DOI: 10.3389/fendo.2012.00028.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dopaminergic neuromodulation of synaptic transmission between the mitral and granule cells in the teleost olfactory bulb (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawai, T., Abe, H., and Oka, Y.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 巻: 107 ページ: 1313-1324
  • DOI: 10.1152/jn.00536.2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Steroid sensitive kiss2 neurones in the goldfish : evolutionary insights into the duplicate kisspeptin gene-expressing neurones (2012)
  • 著者名/発表者名: Kanda, S., Karigo, T., and Oka, Y.
  • 雑誌名: Journal of Neuroendocrinology 巻: 24 ページ: 897-906
  • DOI: 10.1111/j.1365-2826.2012.02296.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-of-day dependent changes in GnRH1 neuronal activities and gonadotropin mRNA expression in a daily spawning fish, medaka (2012)
  • 著者名/発表者名: Karigo, T., Kanda, S., Abe, H., Okubo, K., and Oka, Y.
  • 雑誌名: Endocrinology 巻: 153 ページ: 3394-3404
  • DOI: 10.1210/en.2011-2022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Female-specific target sites for both estrogen and androgen in the teleost brain (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiraki, T., Takeuchi, A., Tsumaki, T., Zempo, B., Kanda, S., Oka, Y., Nagahama, Y., and Okubo, K.
  • 雑誌名: Proceedings of the Royal Society. B, Biological sciences 巻: 279 ページ: 5014-5023
  • DOI: 10.1098/rspb.2012.2011
  • 査読あり
• [学会発表] Identification of a novel transglutaminase gene is differentially expressed between the sexes in the medaka brain (2014)
  • 著者名/発表者名: Maehiro, S., Oka, Y., Okubo, K.
  • 学会等名: The 7th AOSCE (The Asia and Oceania Society for the Comparative Endocrinology) Intercongress
  • 発表場所: Keelung, Taiwan
  • 年月日: 20140318-23
• [学会発表] Morphological analysis of the early development of GnRH neuron systems in the EGFP-expressing transgenic medaka lines (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, A., Islam, S., Akazome, Y., Abe, H., Okubo, K., Oka, Y.
  • 学会等名: The 43th Annual Meeting of the Society for Neuroscience 2013
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 20131109-13
• [学会発表] Neurobiological analysis of dopaminergic inhibition in the HPG axis regulation (2013)
  • 著者名/発表者名: Karigo, T., Oka, Y.
  • 学会等名: The 43th Annual Meeting of the Society for Neuroscience 2013
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 20131109-13
• [学会発表] 生殖の中枢制御に関わるペプチドニューロン系の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡良隆
  • 学会等名: 日本動物学会第84回大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20130926-28
• [学会発表] 生殖・性行動調節にかかわる脳部位における性差 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡良隆
  • 学会等名: 日本動物学会第84回大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20130926-28
• [学会発表] 終神経GnRHニューロンが視覚神経回路に及ぼす作用の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 馬谷千恵、阿部秀樹、岡良隆
  • 学会等名: 日本動物学会第84回大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20130926-28
• [学会発表] メダカの配偶者選択の分子神経基盤 (2013)
  • 著者名/発表者名: 奥山輝大、横井佐織、阿部秀樹、磯江泰子、末廣勇司、今田はるか、島田敦子、川崎隆史、弓場俊輔、谷口善仁、亀井保博、田中実、成瀬清、武田洋幸、岡良隆、久保健雄、竹内秀明
  • 学会等名: 日本動物学会第84回大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20130926-28
• [学会発表] RFRPニューロンの自発活動とGnRH1ニューロン発火抑制に関する電気生理学的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 貝瀬峻、神田真司、岡良隆
  • 学会等名: 日本動物学会第84回大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20130926-28
• [学会発表] 性ステロイド感受性を示すKiss1ニューロンの電気生理学的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 長谷部政治、神田真司、島田洋之、岡良隆
  • 学会等名: 日本動物学会第84回大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20130926-28
• [学会発表] GnRH neurons involved in central regulation of reproduction and reproductive behavior (2013)
  • 著者名/発表者名: Oka, Y.
  • 学会等名: 2013 Gordon Research Conference, Neuroethology : Behavior, Evolution & Neurobiology; Networks, Circuits, and Modules, Mount Snow Resort, West Dover, VT
  • 発表場所: USA
  • 年月日: 20130817-25
  • 招待講演
• [学会発表] 生殖の中枢制御の鍵を握るキスペプチンとその受容体GPR54を発現するニューロンへの新たな生理学的アプローチ (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡良隆
  • 学会等名: 第10回GPCR研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20130510-11
  • 招待講演
• [学会発表] Functional and evolutionary diversity of vertebrate kisspeptin neuron systems脊椎動物キスペプチン神経系の進化と多様な機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanda, S. and Oka, Y.
  • 学会等名: Hiroshi and Aya Irisawa Memorial Award Symposium, The 90th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20130327-29
  • 招待講演
• [学会発表] 脊椎動物キスペプチン神経系の進化と未知の機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 神田真司、岡良隆
  • 学会等名: 東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会
  • 発表場所: 柏
  • 年月日: 2013-06-22
  • 招待講演
• [学会発表] gpr54-1-EGFP Transgenic Medaka - a New Approach towards the Understanding of Novel Functions of Kisspeptin Neurons (2012)
  • 著者名/発表者名: Kanda, S., Nakajo, M., Lee, J., Oka, Y.
  • 学会等名: The 2nd World Conference on Kisspeptin Signaling in the Brain
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20121106-09
  • 招待講演
• [学会発表] Embryonic Expression and Function of Kisspeptins and their Receptors in a Teleost Fish, medaka (2012)
  • 著者名/発表者名: Okubo, K., Hodne, K., Kanda, S., Shimada, H., Oka, Y., Weltzien, F.A.
  • 学会等名: The 2nd World Conference on Kisspeptin Signaling in the Brain
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20121106-09
• [学会発表] Electrophysiological and Morphological Analysis of Kiss1 Neurons in Trasgenic Medaka, Oryzias latipes (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimada, H., Kanda, S., Akazome, Y., Abe, H., Okubo, K., Oka, Y.
  • 学会等名: The 2nd World Conference on Kisspeptin Signaling in the Brain
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20121106-09
• [学会発表] Effects of Kisspeptins on LH Secretion and GnRH1 Neuronal Activities in Goldfish and Medaka (2012)
  • 著者名/発表者名: Karigo, T., Uenoyama, Y., Oishi, S., Fujii, N., Mitani, Y., Kanda, S., Oka, Y.
  • 学会等名: The 2nd World Conference on Kisspeptin Signaling in the Brain
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20121106-09
• [学会発表] Generation of kiss1 Knockout Medaka using Efficient New Genetic Tools, TALENs (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, A., Kanda, S., Akazome, Y., Oka, Y.
  • 学会等名: The 2nd World Conference on Kisspeptin Signaling in the Brain
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20121106-09
• [学会発表] Steroid Sensitive Hypothalamic Kiss1 Neurons in Medaka do not Co-express NKB or DYN (2012)
  • 著者名/発表者名: Zempo, B., Kanda, S., Akazome, Y., Oka, Y.
  • 学会等名: The 2nd World Conference on Kisspeptin Signaling in the Brain
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20121106-09
• [学会発表] Kiss2 may Activate Receptors for Neuropeptide FF (NPFF) / RF Amide Related Peptide (RFRP) in Medaka (2012)
  • 著者名/発表者名: Akazome, Y., Yamamoto, E., Oka, Y.
  • 学会等名: The 2nd World Conference on Kisspeptin Signaling in the Brain
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20121106-09
• [学会発表] Inhibitory Regulation of GnRH3 Neurons by RFRP Neurons in Medaka (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakane, R., Kanda, S., Oka, Y.
  • 学会等名: The 2nd World Conference on Kisspeptin Signaling in the Brain
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20121106-09
• [学会発表] Neuroanatomical evidence for direct kisspeptin regulation of vasotocin and isotocin neurons (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Kanda, Y. Oka
  • 学会等名: The 42th Annual Meeting of the Society for Neuroscience 2012
  • 発表場所: New Orleans, U.S.A.
  • 年月日: 20121013-17
• [学会発表] Neuropeptide RFRP inhibits the pacemaker activity of extrahypothalamic GnRH neurons (2012)
  • 著者名/発表者名: C. Umatani, H. Abe, Y. Oka
  • 学会等名: The 42th Annual Meeting of the Society for Neuroscience 2012
  • 発表場所: New Orleans, U.S.A.
  • 年月日: 20121013-17
• [学会発表] メダカにおける、メスの配偶者選択行動の神経機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 奥山輝大、横井佐織、阿部秀樹、末廣勇司、今田はるか、田中実、川崎隆史、谷口善仁、亀井保博、島田敦子、成瀬清、武田洋幸、岡良隆、久保健雄、竹内秀明
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] RFRPによる終神経GnRHニューロン発火活動抑制作用の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 馬谷千恵、阿部秀樹、岡良隆
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] 終神経GnRHニューロンにおけるコリン作動性入力を介したバースト活動の誘起 (2012)
  • 著者名/発表者名: 河合喬文、阿部秀樹、岡良隆
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] 終神経GnRHペプチドニューロン細胞塊におけるGnRHニューロン間結合様式 (2012)
  • 著者名/発表者名: 阿部秀樹、西川穂高、末次翔太、岡良隆
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] 生殖中枢制御に対するドーパミンを介した抑制作用に関する神経生物学的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 苅郷友美、岡良隆
  • 学会等名: 日本動物学会第83回大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20120913-15
• [学会発表] 絶食によるメダカ視床下部NPYニューロンのNPY mRNA発現変動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 北原翔一、神田真司、岡良隆
  • 学会等名: 日本動物学会第83回大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20120913-15
• [学会発表] キスペプチン受容体発現ニューロンのGFP標識による未知のキスペプチン機能の探索 (2012)
  • 著者名/発表者名: 神田真司、李惇馥、岡良隆
  • 学会等名: 日本動物学会第83回大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20120913-15
• [学会発表] ガラニン受容体を介したキスペプチン誘導性黄体形成ホルモン分泌の抑制的調節機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 家田菜穂子、上野山賀久、山本恵理、岡良隆、杉原稔、小野幸輝、諏訪牧子、石井寛高、加藤昌克、尹成珠、佐久間康夫、前多敬一郎、束村博子
  • 学会等名: GPCR研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-05-12
• [図書] Structure, synthesis, and phylogeny of kisspeptin and its receptor. In : Kisspeptin Signaling in Reproductive Biology(ed. by A. Kauffman and J. Smith), Chapter 2 (2013)
  • 著者名/発表者名: Kanda, S., and Oka, Y.
  • 総ページ数: 9-26
  • 出版者: Springer Verlag, New York
• [備考]
  • URL: http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/naibunpi/lab.html