Expansion of basic knowledge of fish osmoregulation and establishment of decontamination technique of cesium

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26252032
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 金子 豊二 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (70221190)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: カリウム / セシウム / ROMK / 塩類細胞

Outline of Annual Research Achievements

体内に取り込まれたセシウムの挙動を知るには、カリウムの動態を理解することが不可欠である。カリウムイオン（K+）は体内に最も多く含まれる陽イオンであり、細胞内外でのK+濃度勾配を保つことは生命維持に必須である。低K+濃度の淡水中ではK+の獲得を飼料に大きく依存すると考えられる。これまでK+の調節機構として、鰓におけるK+排出と胃におけるK+取込は独立して研究がなされてきたが、本研究では両面に焦点を当て、淡水飼育下のモザンビークティラピアを用いて、K+代謝機構を包括的に明らかにすることを目的とした。まず、摂餌後の生理的応答を経時的に観察した結果、胃におけるK+吸収と同期して血漿K+濃度の上昇が確認された。また、鰓の塩類細胞に発現しK+排出に関与するK+チャネルRomkaの発現の亢進が認められた。Romkaの発現が血漿K+濃度の変化に応答した可能性を検討するため、単離した鰓弁のK+濃度別培養実験を行った結果、高K+培養液でRomkaの発現上昇が確認された。このことから、塩類細胞は内分泌因子に依らず自律的に細胞外K+濃度の上昇を感知し、Romkaを介したK+排出機構を亢進することが示唆された。さらに、K+含有量を調整した飼料を給餌したところ、低K+餌投与後には胃でのK+取込が起こらず、血漿K+濃度およびRomka発現の上昇も確認されなかった。このことから流入するK+量が抑制されるとK+代謝機構の応答が変化する可能性が示唆された。
以上の研究により、摂餌に対するK+代謝機構の応答の一端が明らかとなった。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Male parental assistance in embryo hatching of barred-chin blenny Rhabdoblennius nitidus (2019)
  • Author(s): Sano, K., Yokoyama, R., Kitano, T., Takegaki, T., Kitazawa, N., Kaneko, T., Nishino, Y., Yasumasu, S., Kawaguchi, M.
  • Journal Title: J. Exp. Zool. B Volume: in press Pages: 000
  • DOI: 10.1002/jez.b.22854
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chitin-based barrier immunity and its loss predated mucus-colonization by indigenous gut microbiota (2018)
  • Author(s): Nakashima, K., Kimura, S., Ogawa, Y., Watanabe, S., Soma, S., Kaneko, T., Yamada, L., Sawada, H., Tung, C.H., Lu, T.M., Yu, J.K., Villar-Briones, A., Kikuchi, S., and Satoh, N.
  • Journal Title: Nature Comm. Volume: 9 Pages: 3402
  • DOI: 10.1038/s41467-018-05884-0
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Androgen induced cellular proliferation, neurogenesis, and generation of GnRH3 neurons in the brain of mature female Mozambique tilapia (2018)
  • Author(s): Narita, Y., Tsutiya, A., Nakano, Y., Ashitomi, M., Sato, K., Hosono, K, Kaneko, T., Chen, R. D., Lee, J. R., Tseng, Y. C., Hwang, P. P., and Ohtani-Kaneko, R.
  • Journal Title: Sci. Rep. Volume: 8 Pages: 16855
  • DOI: 10.1038/s41598-018-35303-9
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 魚類の浸透圧調節研究とその応用 (2019)
  • Author(s): 金子豊二
  • Organizer: 宮崎大学農学部公開シンポジウム2019「水圏生物における生理学研究の水産増養殖分野への貢献」
  • Invited
• [Presentation] Salinity preference and osmoregulation of Japanese medaka, an euryhaline fresh water teleost (2018)
  • Author(s): Ichikawa, K., Hiroi, J., Kaneko, T., and Ogasawara, T.
  • Organizer: 3th International Congress on the Biology of Fish
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] NHE3-positive ionocytes of Japanese dace form an apical crypt in acidic water (2018)
  • Author(s): Hiroi, J., Tsuboi, Y., Watanabe, S., and Kaneko, T.
  • Organizer: 3th International Congress on the Biology of Fish
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Freshwater and seawater adaptation in Mozambique tilapia -Functional diversity and plasticity of ionocytes- (2018)
  • Author(s): Kaneko, T.
  • Organizer: Invited lecture, Can Tho University, Can Tho, Vietnam
  • Invited
• [Presentation] 魚類における塩類細胞の機能の多様性と可塑性 (2018)
  • Author(s): 金子豊二
  • Organizer: 長崎大学海洋未来イノベーション機構シンポジウム「海洋動物の環境適応」
  • Invited