Mechanisms of osmoregulatory diversification in stickleback

刺鱼渗透调节多样化的机制

基本信息

批准号：
20K06720
负责人：
日下部誠
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、広塩性魚のイトヨを用いて、同種内で浸透圧調節能が多様化する遺伝機構と生理的意義についての解析を進めている。福井県大野市のイトヨ（大野イトヨ）と岐阜県大垣市のハリヨ（岐阜ハリヨ）は、ほぼ同時期に陸封化した集団である。ところが、大野イトヨは海水に問題なく適応できるのに対して、岐阜ハリヨの海水適応能力は極めて低い。大野イトヨと岐阜ハリヨの浸透圧調節メカニズムを比較することにより、浸透圧調節能が多様化するメカニズムの解析を進めている。エラにおける浸透圧調節メカニズムに焦点を当て解析を進めてきたが、イトヨの浸透圧調節能の多様化についてエラのみで説明できないことがあることが分かってきた。そこで、エラに加えて腸の解析も行い、エラと消化管における浸透圧調節メカニズムの解明を試みた。環境塩分濃度が体液の浸透圧よりも高い状態になると、大野イトヨのエラでは、ナトリウムクロライド共輸送体様（NCC-like）の遺伝子が急激な上昇をしめす。それに対して、岐阜ハリヨでは、軽微なNCC-like遺伝子の発現上昇しか認められない。しかしながら、NCC-like遺伝子の発現変化は一過的なものだった。そこで腸の解析を進めた結果、大野イトヨの腸に存在する重炭酸ナトリウム共輸送体(NBC)遺伝子の発現が岐阜ハリヨに比べて恒常的に高いことが分かった。イトヨは、腸内への重炭酸イオンの排出を制御することによって、海水環境において腸内に蓄積するカルシウムやマグネシウムなどの２価イオンを排出していることが示唆された。これまでの結果より、イトヨにおける海水適応は、エラによる短期的な塩分排出と腸による長期的な２価イオン排出によって制御されていることが示唆された。イトヨの浸透圧調節能の多様化はNCC-likeやNBCの発現量の違いが鍵になっているかもしれない。

这项研究使用宽阔的鱼Itoyo分析同一物种中渗透调节能力的遗传机制和生理意义。伊诺市，福岛县的itoyo（ono itoyo）在gifu县奥加基市的田园（Gifu hariyo）是大约在同一时间内陆的团体。但是，尽管Ohno Itoyo可以毫无问题地适应海水，但Gifu Hariyo的海水适应性极低。通过比较Ohno Itoyo和Gifu Hariyo的渗透压调节机制，我们正在分析渗透压调节能力变得更加多样化的机制。尽管我们一直专注于ill中渗透调节的机制，但我们了解到，ills中渗透调节的多样化不能仅用ill来解释。因此，除了ills外，我们还分析了肠子，并试图阐明g和胃肠道中渗透压调节的机理。当环境盐度浓度达到高于人体流体的渗透压时，氯化钠类基因（NCC）在iToyo的gill中急剧上升。相反，在Gifu Hariyo中，只能观察到次要NCC样基因表达。但是，NCC样基因的表达变化是瞬态的。因此，我们进行了肠道分析，发现存在于Ono Itoyo肠道中的碳酸氢钠共转运蛋白（NBC）基因的表达不断高于Gifu Hariyo的表达。有人提出，通过控制碳酸氢盐离子排泄到肠道中，它可以排泄二价离子，例如钙和镁在海水环境中积聚的钙和镁。先前的结果表明，Itoyo中的海水适应受到g和长期二价离子排放的短期盐度排放的控制。多样化iToyo的渗透调节能力的关键可能是NCC样和NBC表达水平的关键。