Analyses of the functions of the saccus vasculosus of fish in the regulation of seasonal reproduction

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H02276
• Research Institution: Utsunomiya University
• Principal Investigator: 飯郷 雅之 宇都宮大学, 農学部, 教授 (10232109)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 季節繁殖 / 性中枢 / 血管嚢 / 光受容体 / 温度受容体

Outline of Annual Research Achievements

以下の研究を実施した．
1．長日繁殖魚，短日繁殖魚，周年繁殖魚の血管嚢，脳，下垂体，生殖腺などで発現する遺伝子のカタログ化と季節繁殖制御遺伝子群の網羅的同定：アユを対象として，血管嚢，松果体，網膜，脳，下垂体，生殖腺（卵巣，精巣），頭腎などあわせて20の試料を対象に，次世代シーケンサーによる網羅的mRNA塩基配列決定（DNBSEQによるmRNA-seq）に供した．得られた塩基配列をアセンブルし，発現するすべての遺伝子のカタログを作成した．また．得られたリードをアセンブルされたコンティグまたはゲノムDNAの塩基配列にマッピングして，発現量が日長変化および温度変化により変動する「季節繁殖制御遺伝子群」候補同定のための試料採取を行った．
2．光受容体遺伝子群，温度受容体遺伝子群の同定：アユ，サクラマスなど対象魚種の血管嚢，松果体，網膜に発現する光受容体遺伝子群を網羅的に同定することを試みた．また，季節センサーである血管嚢や性中枢にTRPチャネルが発現して温度に応答し，生殖腺発達の「温周性」に関与している可能性を検討するため，TRPチャネルの同定を試みた．
3．イオンモビリティクロマトグラフィーによるホルモン一括分析システムの開発：甲状腺ホルモン（サイロキシン，トリヨードサイロニン），ステロイドホルモン（プロゲステロン，テストステロン，エストラジオール-17beta），メラトニンなどを対象にイオンモビリティクロマトグラフィーによるホルモン一括分析システムの開発を試みた．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

季節繁殖に関与する分子の同定はおおむね順調に進展したと考えられる．新型コロナウイルス感染症のため共同研究先に出張して実験を行うことができず，神経投射同定のためのDiIなどを用いたトレーサー実験を推進することができなかった．また研究代表者の傷病により約3ヶ月研究を進めることができない期間が生じた．

Strategy for Future Research Activity

1．長日繁殖魚，短日繁殖魚，周年繁殖魚の血管嚢，脳，下垂体，生殖腺などで発現する遺伝子の遺伝子発現量の変動をmRNA-seq（Lasy-Seqを採用予定）により網羅的に調べる（試料採取は終了）．
2． ラジオイムノアッセイ，液体クロマトグラフィー質量分析装置，in situハイブリダイゼーション，免疫組織化学等により季節繁殖関連分子の発現部位を同定するとともに発現量の変動を調べ，実験対象とする魚類の性中枢を同定する．
3．光受容体と性中枢の関連について， DiI等のトレーサーを用いた神経投射同定により性中枢への入力の可能性を探る．また，脳の透明化技術を併用して研究を進める．