広塩性の無腸動物を用いて始原的左右相称動物の浸透圧適応機構に迫る

利用扁盐肠研究原始双侧动物的渗透适应机制

基本信息

批准号：
21K06290
负责人：
彦坂暁
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

無腸動物はきわめて単純な体制をもつ海産動物で、多くの動物が浸透圧調節に用いている腎臓、鰓、腸管などの器官を持たず、環境変化から内部環境を保護する殻や外骨格も持たない。にも関わらず、無腸動物の一種ナイカイムチョウウズムシが海水の1/5から2倍まで、きわめて広い塩濃度変化に耐えうる広塩性であることを発見した。無腸動物は動物進化の初期段階の始原的左右相称動物の形質を色濃く残していると考えられており、かれらの浸透圧適応機構を研究することは、高度な器官を進化させる以前の動物の祖先が、浸透圧適応という重要な課題にいかに対処していたのか、その原初的機構の理解につながる可能性をもつ。我々は2021年度にナイカイムチョウウズムシが遺伝子発現レベルでどのような浸透圧耐性機構を発動しているかについて調べるために、高塩濃度、低塩濃度で処理したナイカイムチョウウズムシからそれぞれRNAを抽出し、RNAの発現変化を調べた。その結果、塩濃度の変化によって発現が上昇あるいは低下している遺伝子の候補を見出した。2022年度もこの解析を継続しつつ、新たに以下の研究を行った。瀬戸内海にはナイカイムチョウウズムシ以外に、Symsagittifera属の無腸動物が生息している。この種はナイカイムチョウウズムシより体サイズが小さく、より外部環境の影響を受けやすいと予想される。この種について浸透圧耐性を持つかを調べた結果、この種もかなり広い浸透圧変化に適応できることが示された。また孵化直後のサイズが小さいナイカイムチョウウズムシの幼体も、広い浸透圧適応能力を示すことがわかった。以上のことから、瀬戸内海の無腸動物は体サイズや成長段階にかかわらず、広い浸透圧適応能力を持つように進化してきたと考えられる。現在はナイカイムチョウウズムシの細胞組織レベルでの浸透圧適応機構を調べるために、組織学的解析の準備を進めている。

肠道动物是具有非常简单的制度的海洋动物，并且没有许多动物用来调节渗透压的肾脏，g和肠道，并且没有保护内部环境免受环境变化的壳或外骨骼。尽管如此，我们发现肠道动物Naikaim百里香是宽阔的盐水，能够承受盐浓度的极大变化，从1/5到2倍的海水。据信，肠道动物在动物进化的早期阶段保留了原始的，双侧的，对称动物的特征，研究其渗透适应机制可能会导致对动物祖先的原始机制的理解，然后才能解决高级器官的进化解决渗透适应的重要挑战。在2021年，我们从已在高盐浓度和低盐浓度下处理的RNA中提取RNA，并检查了RNA表达的变化，以研究在基因表达水平上激活RNA的渗透抗性机制。结果，发现其表达因盐浓度变化而增加或降低的候选基因。在2022年继续进行这项分析时，进行了以下新研究。除Symsagittifera属外，除Symsagittifera属外，还生活在Seto Inland Sea中。该物种的体型比鼻窦甲虫小，预计将更容易受到外部环境的影响。我们研究了该物种是否具有渗透性抗性，并表明该物种也可以适应相当广泛的渗透变化。还发现，孵化后，小型鼻窦甲虫的少年表现出广泛的渗透适应能力。基于上述情况，据信，内陆海中的肠道动物已经发展为具有广泛的渗透适应能力，而不管身体大小或生长阶段如何。当前，正在进行组织学分析的准备工作，以研究细胞组织水平上窦豹子的渗透适应机理。