“抗利尿ホルモン”の起原と進化：新規受容体研究がもたらす新展開

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26291065
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 兵藤 晋 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (40222244)
• 研究分担者: 工樂 樹洋 国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, ユニットリーダー (40391940) ; 今野 紀文 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 講師 (50507051)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: バソトシン / V2受容体 / ホメオスタシス / 輸卵管収縮 / 摂食 / 水電解質代謝 / 進化

研究実績の概要

「V2受容体の起源と進化」に関しては、トラザメ受容体のゲノム上の位置を同定し、シンテニーおよび分子系統解析によって、最終的なサブタイプの判別を完成させた。同様に、ヌタウナギについてのゲノムアセンブリを整え、受容体のレパートリを確認した。このことにより、脊椎動物におけるV2受容体進化の全容をとらえることができた。
「V2受容体の機能と進化」の研究においては、トラザメとメダカで進捗があった。トラザメには祖先型のV2b受容体のみが存在し、その強い発現は輸卵管後部のみにみられた。輸卵管後部を取り出しバソトシンによる収縮作用を調べたところ、容量依存的な収縮が検出され、オキシトシン属ペプチドでは100倍濃度でも弱い反応が見られただけであった。また、受容体の発現が検出されない輸卵管前部ではバソトシンによる収縮効果が見られなかった。以上のことから、V2受容体の元々の機能は輸卵管収縮による産卵制御であったと考えられ、無脊椎動物でも神経葉ホルモンホモログが産卵などの生殖活動に関係することを考えると、進化的に興味深い。一方で、V2a受容体についてはノックアウトメダカ（V2aR-KO）を作出することに成功した。高張飼育水（600 mOsm）に移行させたときに、筋肉水分率と血漿Na+濃度にはWTとV2aR-KOの間に有意な差は見られなかった。淡水飼育個体では、V2aR-KOの鰓におけるAQP3の発現が有意に低かった。また、鰓のNaK-a、NaK-b、AE1、腎臓のNKCC2の発現は有意に高かった。V2aRはメダカ脳でも高発現していたため、中枢での機能も調べた。その結果、不安状態を示す下層選好性や遊泳量に有意な差はみられなかったが、摂食行動の低下と成長の遅延が表現型として観察された。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Sulfate transporters involved in sulfate secretion in the kidney are localized in the renal proximal tubule II of the elephant fish (Callorhinchus milii). (2016)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, K., Kato, A., Watanabe, T., Takagi, W., Romero, M., Bell, J.D., Toop, T., Donald, J.A. and Hyodo, S.
  • 雑誌名: American Journal of Physiology Regulatory and Integrative Comparative Physiology 巻: 311 ページ: R66-R78
  • DOI: DOI: 10.1152/ajpregu.00477.2015
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Distribution and dynamics of branchial ionocytes in houndshark reared in full-strength and diluted seawater environments. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takabe, S., Inokuchi, M., Yamaguchi, Y. and Hyodo, S.
  • 雑誌名: Comparative Biochemistry and Physiology A 巻: 198 ページ: 22-32
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cbpa.2016.03.019
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Atmospheric depression-mediated water temperature changes affect the vertical movement of chum salmon Oncorhynchus keta. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kitagawa, T., Hyodo, S. and Sato, K.
  • 雑誌名: Marine Environmental Research 巻: 119 ページ: 72-78
  • DOI: http://doi.org/10.1016/j.marenvres.2016.05.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the vagal cardiac nerves, with special reference to the early evolution of the head-trunk interface. (2016)
  • 著者名/発表者名: Higashiyama H, Hirasawa T, Oisi Y, Sugahara F, Hyodo S, Kanai Y and Kuratani S.
  • 雑誌名: Journal of Morphology 巻: 277 ページ: 1146-1158
  • DOI: DOI: 10.1002/jmor.20563
  • 査読あり
• [雑誌論文] Principal function of mineralocorticoid signaling suggested by constitutive knockout of the mineralocorticoid receptor in medaka fish. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, T., Yoshiki, M., Takahashi, H., Yoshida, M., Ogino, Y., Ikeuchi, T., Nakamachi, T., Konno, N., Matsuda, K. and Sakamoto, H
  • 雑誌名: Scientific reports 巻: 6 ページ: 37991
  • DOI: doi:10.1038/srep37991
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evidence from cyclostomes for complex regionalization of the ancestral vertebrate brain (2016)
  • 著者名/発表者名: Sugahara, F., Pascual-Anaya, J., Oisi, Y., Kuraku, S., Aota, S., Adachi, N., Takagi, W., Hirai, T., Sato, N., Murakami, Y. and Kuratani, S.
  • 雑誌名: Nature 巻: 531 ページ: 97-100
  • DOI: doi:10.1038/nature16518
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolutionary diversification of retinoic acid receptor (RAR) ligand-binding pocket structure by molecular tinkering (2016)
  • 著者名/発表者名: Gutierrez-Mazariegos, J., Nadendla, E.K., Studer, R.A., Alvarez, S., de Lera, A.R., Kuraku, S., Bourguet, W., Schubert, M. and Laudet, V
  • 雑誌名: Royal Society Open Science 巻: 3 ページ: 150484
  • DOI: DOI: 10.1098/rsos.150484
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] ストレス刺激がサメの摂食に与える影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 位寄あゆこ、Anderson WG.、兵藤晋
  • 学会等名: 第41回日本比較内分泌学会
  • 発表場所: 北里大学相模原キャンパス，神奈川県相模原市
  • 年月日: 2016-12-09 – 2016-12-11
• [学会発表] トラザメの脳下垂体ならびに生殖器官における神経葉ホルモンの機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井上夏紀、山口陽子、兵藤晋
  • 学会等名: 第41回日本比較内分泌学会
  • 発表場所: 北里大学相模原キャンパス，神奈川県相模原市
  • 年月日: 2016-12-09 – 2016-12-11
• [学会発表] バソトシンノックアウトメダカの自発遊泳行動の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 井口わかな、神田真司、中町智哉、松田恒平、今野紀文
  • 学会等名: 第41回日本比較内分泌学会大会
  • 発表場所: 北里大学相模原キャンパス，神奈川県相模原市
  • 年月日: 2016-12-09 – 2016-12-11
• [学会発表] オオメジロザメはなぜ川に上がるのか-西表島浦内川における遡上と生態 (2016)
  • 著者名/発表者名: 櫻井もも子、今関到、兵藤晋、立原一憲
  • 学会等名: 板鰓類シンポジウム
  • 発表場所: 葛西臨海水族園、東京都江戸川区
  • 年月日: 2016-12-03
• [学会発表] オオメジロザメはなぜ川を上がることができるのか-飼育実験とトランスクリプトーム解析による広塩性メカニズムの研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 今関到、若林翠、工樂樹洋、原雄一郎、櫻井もも子、立原一憲、兵藤晋
  • 学会等名: 板鰓類シンポジウム
  • 発表場所: 葛西臨海水族園，東京都江戸川区
  • 年月日: 2016-12-03
• [学会発表] 板鰓類ゲノム研究の動向: 遺伝子でみるサメらしさとは？ (2016)
  • 著者名/発表者名: 工樂樹洋
  • 学会等名: 板鰓類シンポジウム
  • 発表場所: 葛西臨海水族園、東京都江戸川区
  • 年月日: 2016-12-03
• [学会発表] Environmental adaptation of marine organisms (2016)
  • 著者名/発表者名: Susumu Hyodo
  • 学会等名: NTU-UTOKYO Joint Conference
  • 発表場所: 国立台湾大学、台北、台湾
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-01
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A new perspective for the origin of appendicular muscles (2016)
  • 著者名/発表者名: Okamoto E., Kusakabe R., Kuraku S., Hyodo S., Onimaru K., Kuratani S., Tanaka M.
  • 学会等名: The 22nd International Congress of Zoology
  • 発表場所: Okinawa Institute for Science and Technology、沖縄県国頭郡恩納村
  • 年月日: 2016-11-14 – 2016-11-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Molecular evolution of prolactin: new insights from a recent study in cartilaginous fish (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Y., Takage W., Kuraku S., Moriyama S., Bell JD., Seale AP., Lerner DT., Grau EG., Hyodo S.
  • 学会等名: The 22nd International Congress of Zoology
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター、沖縄県宜野湾市
  • 年月日: 2016-11-14 – 2016-11-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The role of vasotocin V2a-type receptor in teleost: insights from studies using V2aR-knockout Medaka (2016)
  • 著者名/発表者名: Konno N., Kanda S., Hyodo S., Matsuda K.
  • 学会等名: The 22nd International Congress of Zoology
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター、沖縄県宜野湾市
  • 年月日: 2016-11-14 – 2016-11-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The origin of appendicular muscles: perspectives from the catshark (2016)
  • 著者名/発表者名: Okamoto E., Kusakabe R., Kuraku S., Hyodo S., Onimaru K., Kuratani S., Tanaka M.
  • 学会等名: The 22nd International Congress of Zoology
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター、沖縄県宜野湾市
  • 年月日: 2016-11-14 – 2016-11-19
  • 国際学会
• [学会発表] Electrophysiological and genetic demonstration that VT neuron is critical for water excretion in hypoosmotic conditions in medaka (2016)
  • 著者名/発表者名: Shinya M., Kanda S., Takahashi A., Konno N., Hyodo S., Kagawa N., Oka Y.
  • 学会等名: The 22nd International Congress of Zoology
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター、沖縄県宜野湾市
  • 年月日: 2016-11-14 – 2016-11-19
  • 国際学会
• [学会発表] Identification of a novel epithelial factor enhancing salinity tolerance in Japanese medaka (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyanishi H., Watanabe T., Hyodo S., Kaneko T.
  • 学会等名: The 22nd International Congress of Zoology
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター、沖縄県宜野湾市
  • 年月日: 2016-11-14 – 2016-11-19
  • 国際学会
• [学会発表] What did we learn from the genomes of two lamprey species, Petromyzon marinus and Lethenteron camtschaticum? (2016)
  • 著者名/発表者名: Shigehiro Kuraku
  • 学会等名: The 22nd International Congress of Zoology
  • 発表場所: Okinawa Institute of Science and Technology、沖縄県国頭郡恩納村
  • 年月日: 2016-11-14 – 2016-11-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 円口類と軟骨魚類におけるマルチオミクス解析のためのリソース整備 (2016)
  • 著者名/発表者名: 工樂樹洋
  • 学会等名: 海洋生物の適応戦略：新規技術・現象からの新展開
  • 発表場所: 東京大学大気海洋研究所，千葉県柏市
  • 年月日: 2016-09-15 – 2016-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] Functional characterization of Vasotocin V2a-type receptor knockout Medaka generated by transcription activator-like effector nucleases (TALENs) technology. (2016)
  • 著者名/発表者名: Inagaki, Y., Kato, H., Kanda, S., Hyodo, S., Matsuda, K. and Konno, N.
  • 学会等名: International Symposium on Pituitary Gland and Related Systems
  • 発表場所: ハワイ大学マノア校 East-West Center、ホノルル、米国
  • 年月日: 2016-09-01 – 2016-09-05
  • 国際学会
• [学会発表] New insights into the molecular evolution of classical hormones: lessons from cartilaginous fish (2016)
  • 著者名/発表者名: Susumu Hyodo
  • 学会等名: The 8th Congress of Asia and Oceania Society for Comparative Endocrinology
  • 発表場所: Korea University College of Medicine、ソウル、韓国
  • 年月日: 2016-06-20 – 2016-06-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] Academic Press (2016)
  • 著者名/発表者名: Susumu Hyodo
  • 総ページ数: pp. 39-52
  • 出版者: Handbook of Hormones: Comparative Endocrinology for Basic and Clinical Research
• [図書] Molecular evolution in the lamprey genomes and its relevance to the timing of whole genome duplications. (2016)
  • 著者名/発表者名: Manousaki, T., Qiu, H., Noro, M., Hildebrand, F., Meyer, A. and Kuraku, S.
  • 総ページ数: pp. 2-16
  • 出版者: Cambridge Scholars Publishing
• [図書] ホメオスタシスと適応（ホルモンから見た生命現象と進化シリーズ5）：体液調節機構の進化：魚類 (2016)
  • 著者名/発表者名: 兵藤晋
  • 総ページ数: pp. 16-31
  • 出版者: 裳華房
• [図書] ホメオスタシスと適応（ホルモンから見た生命現象と進化シリーズ5）：体液調節機構の進化：陸上生物 (2016)
  • 著者名/発表者名: 今野紀文
  • 総ページ数: pp. 53-68
  • 出版者: 裳華房
• [備考] 東京大学大気海洋研究所・生理学分野・兵藤晋
  • URL: http://seiri-aori.org/index.php?id=12
• [備考] 理化学研究所・ライフサイエンス技術基盤研究センター・分子配列比較解析ユニット・工樂樹洋
  • URL: http://www2.clst.riken.jp/phylo/