2017 Fiscal Year Research-status Report
営巣繁殖する硬骨魚類の雄の腎臓分泌物の機能と起源に関する研究
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17K07906
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
古屋 康則 岐阜大学, 教育学部, 教授 (30273113)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山家 秀信 東京農業大学, 生物産業学部, 准教授 (40423743)
松原 創 東京農業大学, 生物産業学部, 教授 (50459715)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 腎臓 / 尿 / スピギン / 遺伝子発現 / 尿細管 / 営巣 / 膀胱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はハゼ科魚類を対象とした生殖周期に伴う各種生理的変化を明らかにする研究と、カジカ科魚類を対象とした腎臓での遺伝子発現に関する研究を実施した。
ハゼ科魚類の研究ではヌマチチブを用いて、まず雄の生殖年周期と膀胱内尿量・腎臓組織の変化を調べた。膀胱内に尿を貯めている個体は繁殖期を含む5月から9月にのみ確認された。腎臓では近位尿細管と集合管の上皮細胞高が繁殖期の初期に最大となり、さらに集合管上皮細胞は繁殖期に糖染色で陽性を示した。次に、膀胱内に尿を貯める現象と営巣との関係を明らかにするために、レンガで営巣スペースを設けた水槽で営巣させる実験を行った結果、繁殖期の雄では営巣させると膀胱内の尿量が著しく増加したが、非繁殖期の雄では尿量の増加は認められなかった。以上の結果から、ハゼ科魚類においてもカジカ科と同様、雄は繁殖期に腎臓で多糖を含む物質を合成することと、膀胱内に尿を貯めることについての状況証拠を得るとともに、繁殖期に営巣することで膀胱内に尿を貯めることを実験により検証できた。
カジカ科魚類の研究では、まず小卵型カジカがトゲウオ類に特有の腎臓分泌物質であるスピギンに相同な遺伝子を持つか否かを調べた。イトヨのスピギンの塩基配列を基に設計したプライマーを用いて、小卵型カジカの腎臓から抽出したRNAを鋳型としたcDNAに対してRT-PCRを行なった結果、増幅が確認された。次に、この増幅産物の塩基配列から小卵型カジカに特異的なプライマーを設計し、繁殖期と非繁殖期の雌雄の各種体組織から抽出されたRNAに対するcDNAを用いてRT-PCRを行なった。その結果、予想されるサイズのバンドは繁殖期の雄の腎臓のみから検出された。以上の結果から、小卵型カジカの雄では繁殖期に向けて腎臓でスピギンに相同な遺伝子が発現するという、仮説を検証するための状況証拠を得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の研究計画として、ハゼ科を用いた生殖周期に伴う各種生理的変化と、カジカ科を用いたスピギン相同物質の探索のほかに、トゲウオ科を用いた生殖周期に伴う各種生理的変化と雌の誘引作用に関する実験飼を予定していた。ハゼ科とカジカ科を対象とした研究については以下に述べるように進捗は順調であったが、トゲウオ科を対象とした研究については十分な結果を得ることができなかった。トゲウオ科の研究がうまく行かなかった原因として、対象とした魚種であるイトヨが飼育条件下で営巣をしなかったことが挙げられる。そこで、次年度はイトヨではなく、より飼育下での営巣が容易なトゲウオ科魚類として、トミヨ類を用いることで対処することとした。
ハゼ科とカジカ科についてはほぼ予定通りの研究が遂行できたほか、得られた結果についても本研究の仮説を支持するものであった。さらに、ハゼ科については、予定にはなかった別種であるカワヨシノボリを用いた営巣実験で仮説を裏付ける結果が得られたほか、カジカ科においても別種であるハナカジカを用いた実験で、小卵型カジカの結果を支持する結果が得られ、次年度に計画されている研究への発展性が保証された。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度にうまく行かなかったトゲウオ科を用いた研究については、対象魚種をトミヨ類に変更して再度実施する。トミヨ類については生殖周期の基本的な情報が不足しているため、当初の予定にはなかった生殖周期に伴う各種生理的変化についての情報をできるだけ集めつつ、本研究における注目点の一つであるスピギンの雌誘引作用の有無に関する行動実験も実施する予定である。
カジカ科に関しては、前年度に得られた結果を補強するために、１年を通じたカジカスピギン遺伝子の発現解析と、遺伝子発現における雄性ホルモンの影響を調べる。これと並行して、カジカ属スピギン遺伝子の部分塩基配列を基にペプチドを合成し、そのペプチドに対する抗体の作成、抗体を用いた免疫組織・免疫電気泳動などを実施し、スピギンの腎臓での局在や尿中での存在の有無を検証する。
ハゼ科を用いた研究としては、前年度に集めた尿のサンプルを基に、成分の分析を進める。
ナマズ科を用いた研究については、アカザを対象魚種として、繁殖期を中心とした腎臓組織や尿量についての変化を明らかにし、多魚種との生理学的な相同性を検討する。
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| Causes of Carryover |
研究分担者の研究機関において、年度末に行った購入品の発注が遅れたため、年度内での事務処理が間に合わず、4月に支払うことになったため。
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