半月周性産卵リズムの形成機構：潮汐を伝える体内時計の関わりと分子基盤の解明

本研究では、概潮汐時計の機能的分子基盤の解明を目指して、潮汐サイクルおよび月齢に同調して発現する遺伝子群を網羅的に探索すると共に、それらの遺伝子の発現抑制による半月周性の産卵行動リズムへの影響を検討する。また、概潮汐時計と概日時計から構成されると考えられるリズム発振機構による生殖神経内分泌系の周期的調節の機能形態学的基盤を解明する。さらに、より普遍的な生物リズムの研究としての展開を目指し、半月周性リズムのOntogenyを解明する。令和3年度は、次の3つの研究成果を得た。1）潮汐サイクルと半月周性リズムに関連する遺伝子群を探索する試料として、産卵リズムの異なる伊豆川奈と佐渡姫津において、大潮と小潮の日の夕刻にクサフグ成魚を捕獲して脳を採取した。2）潮汐サイクル/半月周性リズムを作る時計候補遺伝子の機能解析のため、Vivo-モルフォリノによる遺伝子発現抑制実験系を検討した。脳髄膜で作られる糖たんぱく質であるエペンジミン（EPN）を標的遺伝子として、Vivo-モルフォリノ(EPN-MO)の配列、投与量、投与方法を検討した。また、ウェスタンブロット法と免疫染色法を用いたEPNタンパク質の解析系を確立した。EPN-MOを投与した個体では、遊泳阻害が見られたが、EPNタンパク質量の変化は検出されなかった。3）クサフグ仔稚魚に潮汐サイクルや月齢に同調したリズムがあるのかどうかを明らかにするため、産卵期に親魚を採集して人工授精を行い、仔稚魚を育成した。DanioVisionを用いて、クサフグ仔稚魚の自発行動リズムを解析した結果、成長段階によって明暗周期に関して自発行動リズムが異なることや明暗の切り替え時に自発行動量が高くなることなど、クサフグが独自の光応答性を持つ可能性が示された。さらに、EthoVision XTを用いたクサフグ幼魚の自発行動解析系を確立した。

本研究では、概潮汐時計の機能的分子基盤の解明を目指して、潮汐サイクルおよび月齢に同調して発現する遺伝子群を網羅的に探索すると共に、それらの遺伝子の発現抑制による半月周性の産卵行動リズムへの影響を検討する。また、概潮汐時計と概日時計から構成されると考えられるリズム発振機構による生殖神経内分泌系の周期的調節の機能形態学的基盤を解明する。さらに、より普遍的な生物リズムの研究としての展開を目指し、半月周性リズムのOntogenyを解明する。令和3年度は、次の3つの研究成果を得た。1）潮汐サイクルと半月周性リズムに関連する遺伝子群を探索する試料として、産卵リズムの異なる伊豆川奈と佐渡姫津において、大潮と小潮の日の夕刻にクサフグ成魚を捕獲して脳を採取した。2）潮汐サイクル/半月周性リズムを作る時計候補遺伝子の機能解析のため、Vivo-モルフォリノによる遺伝子発現抑制実験系を検討した。脳髄膜で作られる糖たんぱく質であるエペンジミン（EPN）を標的遺伝子として、Vivo-モルフォリノ(EPN-MO)の配列、投与量、投与方法を検討した。また、ウェスタンブロット法と免疫染色法を用いたEPNタンパク質の解析系を確立した。EPN-MOを投与した個体では、遊泳阻害が見られたが、EPNタンパク質量の変化は検出されなかった。3）クサフグ仔稚魚に潮汐サイクルや月齢に同調したリズムがあるのかどうかを明らかにするため、産卵期に親魚を採集して人工授精を行い、仔稚魚を育成した。DanioVisionを用いて、クサフグ仔稚魚の自発行動リズムを解析した結果、成長段階によって明暗周期に関して自発行動リズムが異なることや明暗の切り替え時に自発行動量が高くなることなど、クサフグが独自の光応答性を持つ可能性が示された。さらに、EthoVision XTを用いたクサフグ幼魚の自発行動解析系を確立した。