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2014 年度 実績報告書

魚類の浸透圧調節研究の基盤拡充とセシウム除染技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 26252032
研究機関東京大学

研究代表者

金子 豊二  東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (70221190)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
キーワードROMK / カリウム / セシウム / 塩類細胞 / 鰓弁培養法 / プロラクチン / コルチゾル
研究実績の概要

1. サケ科魚類鰓におけるカリウムチャネルROMKの同定
近年、鰓塩類細胞からのK+排出にカリウムチャネルROMKが関わり、K+と同族のアルカリ金属であるCs+もROMKを介して排出されることがティラピアで示された。このようなROMKを介したK+排出機構の存在を、サケ科魚類4種(イワナ、ギンザケ、ニジマス、ヤマメ)を用いて調べた。サケ科魚類4種のROMK cDNAの全長配列を決定した結果、ROMK演繹アミノ酸配列は互いに97~100%の配列相同性を示した。次に、サケ科魚類ROMKの機能特性を詳細に調べるために、K+負荷に対する応答性を調べた。イワナ、ニジマス、ヤマメを高K+淡水で飼育した結果、いずれの魚種においてもROMK遺伝子の発現量に顕著な変化は見られなかった。ギンザケについては海水でもK+負荷実験を行ったが、同様にROMK遺伝子の発現量に変化はなかった。さらに免疫染色により塩類細胞におけるROMKの局在を調べたところ、ニジマスにおいて淡水条件では塩類細胞の細胞質全体にROMKのシグナルが確認されたのに対し、高K+条件下では塩類細胞頂端膜側における顕著な局在が見られた。
2. 塩類細胞の機能を調べるための鰓弁培養法の確立
従来の培養法では添加したホルモンの浸透性に問題があるため、鰓弁を分割して培養する新規培養法を開発した。この培養法は従来培養法と比較して死細胞が少なく、実験系として妥当であると判断した。培養3日後で塩類細胞数を比較すると、PRLを加えた群とPRLとコルチゾルを同時に加えた群で対照群より有意に塩類細胞数の低下が抑制された。また、PRL単独よりもコルチゾルと同時に加えた方が塩類細胞数の低下抑制が良好であった。このことから、PRLは単独で塩類細胞数を維持する作用を有し、またコルチゾルはPRLの作用を相乗的に増強することが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初、1)塩類細胞の機能の可塑性と2)セシウムで汚染された魚の除染技術の開発を計画していたが、計画を若干変更して実験を遂行した。1)については「塩類細胞の機能を調べるための鰓弁培養法の確立」を実施し、この培養系により塩類細胞に及ぼす各種ホルモン等の影響をより直接的に検証することが可能となった。また2)に関しては「サケ科魚類鰓におけるカリウムチャネルROMKの同定」を実施し、ROMKを介したカリウム/セシウム排出機構が多くの魚で普遍的に存在することが示唆され、除染技術の確立に向け大きな礎となった。

今後の研究の推進方策

本研究計画では、魚の浸透圧調節研究の基礎を拡充することと、その応用としてセシウムの除染技術を確立することを大きな目標に掲げている。初年度の研究成果は主に基盤拡充に関わるものであるが、次年度には基盤拡充を進めつつ除染技術の開発の礎を築きたい。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Observations on initial water ingestion and ion absorption in the digestive tract of Japanese eel larvae2015

    • 著者名/発表者名
      Ahn, H., Lee, K.M., Inokuchi , M., Watanabe, S., Okamura, A., Tsukamoto, K., and Kaneko, T.
    • 雑誌名

      Fish. Sci.

      巻: 81 ページ: 283-290

    • DOI

      10.1007/s12562-014-0841-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Occurrence of larval and adult types of ion-secreting ionocytes in Japanese eel Anguilla japonica2015

    • 著者名/発表者名
      Seo, M.Y., Kuroki, M., Okamura, A., Tsukamoto, K., Watanabe, S., Kaneko, T.
    • 雑誌名

      Ichthyol. Res.

      巻: 000 ページ: 000

    • DOI

      10.1007/s10228-015-0463-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of salinity and prolactin on gene transcript levels of ion transporters, ion pumps and prolactin receptors in Mozambique tilapia intestine2014

    • 著者名/発表者名
      Seale, A.P., Stagg, J.J., Yamaguchi, Y., Breves, J.P., Soma, S., Watanabe, S., Kaneko, T., Cnaani, A., Harpaz, S., Lerner, D.T., Grau, E.G.
    • 雑誌名

      Gen. Comp. Endocrinol.

      巻: 206 ページ: 146-154

    • DOI

      10.1016/j.ygcen.2014.07.020

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular events in adaptive evolution of the hatching strategy of ovoviviparous fishes2014

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi, M., Tomita, K., Sano, K., and Kaneko, T.
    • 雑誌名

      J. Exp. Zool. B: Molecular.

      巻: 324 ページ: 41-50

    • DOI

      10.1002/jez.b.22601

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gene expression and cellular localization of ROMKs in the gills and kidney of Mozambique tilapia acclimated to fresh water with high potassium concentration2014

    • 著者名/発表者名
      Furukawa, F., Watanabe, S., Kakumura, K., Hiroi, H., and Kaneko, T.
    • 雑誌名

      Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol.

      巻: 307 ページ: R1303-1312

    • DOI

      10.1152/ajpregu.00071.2014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 「機能と形態」から探る魚類生理学(平成25年度日本水産学賞受賞者総説)2014

    • 著者名/発表者名
      金子豊二
    • 雑誌名

      日本水産学会誌

      巻: 80 ページ: 663-669

  • [学会発表] 塩類細胞におけるNa+/K+-ATPaseアイソフォームの同定2015

    • 著者名/発表者名
      宮西 弘・前田祥太郎・金子(大谷)律子・金子豊二
    • 学会等名
      平成27年度日本水産学会春季大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-31
  • [学会発表] ニジマス塩類細胞における新規機能の解明2015

    • 著者名/発表者名
      廣井準也・水野伸也・金子豊二・Stephen McCormick
    • 学会等名
      平成27年度日本水産学会春季大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-31
  • [学会発表] 環境水の浸透圧変化に伴うスズキ鰓塩類細胞の分布変2015

    • 著者名/発表者名
      井ノ口繭・中村政裕・宮西 弘・益田玲爾・金子豊二
    • 学会等名
      平成27年度日本水産学会春季大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-31
  • [学会発表] 河口偶来種のウグイやクロダイの非出生浸透圧環境における浸透圧調節能力は水温上昇に伴い低下する2015

    • 著者名/発表者名
      中村政裕・渡邊壮一・益田玲爾・金子豊二・塚本勝巳・大竹二雄
    • 学会等名
      平成27年度日本水産学会春季大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-31
  • [学会発表] 河口偶来種のウグイ,スズキ,クロダイは予備的な浸透圧適応なしに回遊を行う2015

    • 著者名/発表者名
      中村政裕・渡邊壮一・益田玲爾・金子豊二・塚本勝巳・大竹二雄
    • 学会等名
      平成27年度日本水産学会春季大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-31
  • [学会発表] ニホンウナギ初期仔魚における味覚関連遺伝子の発現動態解析2014

    • 著者名/発表者名
      倉石 祐・山田祥朗・岡村明浩・塚本勝巳・金子豊二・渡邊壮一
    • 学会等名
      平成26年度日本水産学会秋季大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2014-09-19 – 2014-09-22
  • [図書] 水生動物における放射性物質の取り込みと排出,水圏の放射能汚染(黒倉寿 編)2015

    • 著者名/発表者名
      渡辺壮一・金子豊二
    • 総ページ数
      185
    • 出版者
      恒星社厚生閣

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公開日: 2016-06-01  

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