【研究領域課題番号】18H04135 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

放射線 / 炎症 / 遺伝子 / メダカ / 精巣卵 / 腎臓 / 好中球 / 放射線影響 / 低線量率 / 行動 / 低線量放射線 / 遊泳行動 / 遺伝子発現解析 / 酸化ストレス / 赤血球 / 遺伝子発現 / 低線量率放射線 / 精巣

【研究成果の概要】

野生型メダカに7日間にわたって総線量100mGyのガンマ線を照射した。全身の連続組織切片を用いて各器官の組織変化を調べた。B型精母細胞の数の減少と、鰓上皮の増殖の低下が観察された。精巣卵形成には、線量率効果がなく、50mGy急性照射で精巣卵が生成された。トランスクリプトーム解析では、解糖系やペントースリン酸経路に関連する遺伝子の発現が抑制されていた。また、抗酸化に重要な役割を果たすNADPHの産生が亢進していた。照射中の遊泳行動をビデオ撮影し、数値化すると照射魚の遊泳行動は、照射期間の5日目と6日目に向上した。クロレラを摂取すると、サイトカインと炎症メディエーター遺伝子の発現が低下した。

【研究の社会的意義】

慢性的な炎症状態の持続は様々な疾患の原因となることが近年急速に明らかになっているが、軽微な炎症反応は自然と治癒・沈静化するためにこれまで大きな注意を払われてこなかった。低線量率長期被ばくが脊椎動物（メダカ）の体のハード（組織構築）とソフト（行動と遺伝子発現パターン）に与えるインパクトを網羅したデータを収集し、RNA-Seq解析とマクロファージと好中球の動態と精巣卵形成が低線量率長期被ばくの生物影響評価に有効な指標となることが明らかにされた。照射下での遊泳行動には、変化が認められたので、再現性と線量依存性の確認が必要である。また、未成熟期での亞致死線量照射に発癌抑制効果があることを示した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31

【配分額】44,330千円 (直接経費: 34,100千円、間接経費: 10,230千円)

【研究分野】水産学一般

【研究領域課題番号】21880017 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

性差 / メダカ / 脳 / 魚類 / 遺伝子発現

【研究成果の概要】

魚類の性差を生み出す脳内メカニズムを明らかにするため、メダカの脳において性特異的に発現する遺伝子の機能解析を行った。遺伝子産物の他、アンタゴニストや特異抗体の投与による行動の変化を解析し、着目した遺伝子のうちのいくつかが性特異的な行動に関与するという予備的データを得ることができた。ただ、確定的なデータを得るまでには至っていない。また、着目した遺伝子のいくつかについて、その転写産物と翻訳産物の脳内での局在を調べる実験に着手した。

【研究種目】研究活動スタート支援

【研究期間】2009 - 2010

【配分額】2,808千円 (直接経費: 2,160千円、間接経費: 648千円)

【研究分野】基礎ゲノム科学

【研究領域課題番号】21310125 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

動物ゲノム / メダカ / トラフグ / 次世代シーケンサー / 小分子RNA / マイクロRNA / piRNA / トランスクリプトーム / miRNA / 遺伝子発現 / 魚類 / 発現フロフィール / 新規RNA

【研究成果の概要】

本研究では次世代シーケンサーを用いてメダカおよびトラフグの各組織(速筋、遅筋、腸、眼、脳、心臓、肝臓、卵巣、精巣、初期胚など)から得た小分子RNA(miRNA, piRNA, siRNA)の塩基配列を解読し、その発現プロフィールを明らかにした。精巣、卵巣以外の各組織ではmiRNAが主要な発現産物であったが、精巣、卵巣ではpiRNAが主要な発現産物であることが推定された。またメダカとトラフグに共通に発現している未同定の小分子RNAを多数見いだした

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)

【研究分野】動物生理・行動

【研究領域課題番号】18657028 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

メダカ / 温度順化 / 環境 / 筋肉 / 遺伝子発現

【研究成果の概要】

温帯では四季、昼夜で気温が大きく変化するため、そこに住んでいる動物は広い温度域に対応して生きている。そのため、動物が低温や高温に順化する過程では遺伝子の発現状態が変化していると考えられる。しかし、この温度順化現象の分子機構の研究はきわめて少ない。温帯の水生動物であるニホンメダカが生存できるのは5℃〜35℃であり、低温順化の過程での遺伝子発現の変化を解明する実験材料として適している。
今回、メダカを用いて温度順化現象の分子機構の研究を計画した。12℃、26℃、32℃の水槽で1週間飼育したニホンメダカの脳よりRNAを調製し、mRNA differential display (DD)法を用いて温度依存的に発現量が変化する遺伝子を探索した。これらのうち12℃で発現量が増加するひとつの遺伝子に注目した。この遺伝子産物はDNA結合ドメインであるTEAドメインをもつ転写因子、TEF-1(Transcription Enhancer Factor-1)と強いホモロジーを示し、メダカにおけるTEF-1のホモログであると考えられた。TEF-1は、TEF-1 A,TEF-1Bのふたつのスプライシングバリアントとして発現する。このうち、TEF-1Bのみが低温で発現が増加することが明らかとなった。一方、ミオシン重鎖遺伝子やトロポニンT遺伝子が温度依存的発現を示すことが本研究により明らかとなった。メダカにおいては、これら筋タンパク質遺伝子群がTEF-1により制御され、筋肉の再構築を図ることを通じて広い温度範囲に順化することを可能にしていることが考えられる。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2006 - 2007

【配分額】3,100千円 (直接経費: 3,100千円)

【研究分野】水産学一般

【研究領域課題番号】17780159 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

メダカ / 性差 / 性的可逆性 / 脳 / 遺伝子発現 / サブトラクション / 魚類

【研究成果の概要】

魚類の脳は生涯にわたり、性的可逆性をもち、外的・内的要因により、容易にその性が逆転し得るという興味深い特徴をもつ。そのような魚類の脳については、古くから多くの関心が集められてきたが、なぜ、魚類の脳が性的可逆性をもつのかについての分子メカニズムは全く明らかとなっていない。そればかりか、そもそも魚類の脳に性差があるのかといった基本的なことさえもはっきりしていないのが現状であった。そこで本研究では、メダカをモデルとして用い、まず、魚類の脳に遺伝子発現レベルで性差が存在するのか否かということを調べることとした。
本研究では、cDNAサブトラクション解析、および定量的PCR解析を用いて、メダカの脳内で発現パターンに性差を示す遺伝子を12種類同定し、その後、定量的in situ hybridization解析によって、それらの遺伝子の発現解析を行った。その結果、pacap1は視索前野や視蓋でオスの方が高い発現を示すこと、vipは視索前野でメスの方が高い発現を示すこと、mchは視床下部でオスの方が高い発現を示すことが分かった。また、npbは終脳と視索前野でメスのみで発現すること、galは視索前野でオスのみで発現することも明らかとなった。さらに、cyp19a2は、嗅球から延髄にかけて、幅広く発現しているが、そのほとんどの領域において、メスの方が高い発現を示すこと、soulは脳膜系で発現しており、その発現はメスで高いことが分かった。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】3,600千円 (直接経費: 3,600千円)