Mechanisms of osmoregulatory diversification in stickleback

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。

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。