初期脊椎動物における嗅覚受容メカニズムの進化的起源と多様化

早期脊椎动物嗅觉受体机制的进化起源和多样化

• 批准号: 22K15164
• 负责人: 鈴木 大地
• 金额: $ 3万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15164/
• 关键词: 嗅覚受容体; ヌタウナギ; ヤツメウナギ; 円口類; 嗅電図

嗅覚は、とりわけ激しく光が減衰し視界の悪い水中において、視覚に劣らず生存に重要な感覚である。初期の脊椎動物も水中生活を送っていたため、初期脊椎動物における嗅覚の進化を明らかにすることは、われわれヒトを含めた脊椎動物の来歴を理解するうえで不可欠である。そこで本研究では円口類（とくにヌタウナギ）の嗅覚受容について、① 嗅覚受容体遺伝子の探索と分子系統解析、② 嗅覚受容体遺伝子の発現解析、③ におい物質に対する嗅上皮の応答性の電気生理学的比較を組み合わせて調べることで、初期脊椎動物における嗅覚受容メカニズムの進化的起源および多様化の解明を目指す。本年度はまず、ヌタウナギのゲノム情報から嗅覚受容体遺伝子（mOR, V1R, V2R, TAAR）の探索を行い、その配列情報から分子系統解析を行った。その結果、ヌタウナギの嗅覚受容体はヌタウナギの系統独自で多様化していることがわかった。とりわけ、V2Rの多様化が顕著であった。次に、①で調べた嗅覚受容体遺伝子の一部について、ヌタウナギ嗅上皮のcDNAからのクローニング、およびin situ hybridization法による嗅上皮での発現解析を実施した。その結果、嗅覚受容体遺伝子の少なくとも一部が実際に嗅上皮で発現していることが確かめられた。さらに③について、嗅電図の実験系を確立し、数種のオドラントの提示による嗅上皮の応答をヌタウナギおよびヤツメウナギの嗅上皮から得ることに成功した。

嗅觉对于生存来说与视觉一样重要，尤其是在水下，那里光线严重衰减，能见度很差。由于早期脊椎动物也生活在水下，因此阐明早期脊椎动物嗅觉的进化对于了解包括人类在内的脊椎动物的历史至关重要。因此，在本研究中，我们将通过（1）寻找嗅觉受体基因和分子系统发育分析，（2）分析嗅觉受体基因的表达，以及（3）嗅觉受体基因的电生理学分析来研究圆口动物（特别是盲鳗）的嗅觉受体。通过比较研究的结合，我们旨在阐明早期脊椎动物嗅觉受体机制的进化起源和多样化。今年，我们首先从盲鳗基因组信息中寻找嗅觉受体基因（mOR、V1R、V2R、TAAR），并根据序列信息进行分子系统发育分析。结果表明，盲鳗的嗅觉受体多种多样，是盲鳗谱系所独有的。尤其是V2R的多元化表现尤为显着。接下来，从盲鳗嗅上皮cDNA中克隆了①中研究的一些嗅觉受体基因，并利用原位杂交进行了嗅上皮中的表达分析。结果，证实至少一部分嗅觉受体基因实际上在嗅觉上皮中表达。对于③，我们建立了嗅觉测试系统，并成功获得了盲鳗和七鳃鳗的嗅觉上皮对几种气味物质呈现的反应。

项目成果

The evolutionary origin and diversification of the vertebrate olfactory system

脊椎动物嗅觉系统的进化起源和多样化

• DOI: 10.2171/jao.54.117
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of Japan Association on Odor Environment
• 作者: 大井雄介;鈴木大地
• 通讯作者: 鈴木大地

Gross anatomy of the Pacific hagfish, Eptatretus burgeri, with special reference to the coelomic viscera

• DOI: 10.1002/ar.25208
• 发表时间: 2023-03-23
• 期刊: ANATOMICAL RECORD-ADVANCES IN INTEGRATIVE ANATOMY AND EVOLUTIONARY BIOLOGY
• 影响因子: 2
• 作者: Muramatsu，Banri;Suzuki，Daichi. G. G.;Higashiyama，Hiroki
• 通讯作者: Higashiyama，Hiroki