魚類のエラにおけるアンモニア排泄機構の解明

阐明鱼鳃的氨排泄机制

基本信息

批准号：
06J05667
负责人：
中田勉
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J05667/
关键词：
エラアンモニア窒素代謝 Rh

项目摘要

窒素代謝の最終段階として,硬骨魚類はエラから直接アンモニアを排泄することが知られているが,その分子メカニズムは明らかにされていない。一方,脊椎動物に広く保存されているRhファミリー分子が,アンモニア輸送活性を持つことが近年明らかになった。このファミリーが硬骨魚類のアンモニア排泄を担うという仮説を立て,これを検証するために,全ゲノムが解読されているトラフグを用いて研究を行った。データベース検索により,フグゲノム上にはRhAGのオーソログが1つ(fRhag),RhBGが1つ(fRhbg),RhCGが2つ(fRhcgl,2),それぞれ存在することが明らかになった。これら全分子についてノーザン解析を行った結果,全ての遺伝子がエラに強く発現していた。次にこれらの遺伝子の組織内での発現部位を明らかにするために,in situ hybridizationを行った。その結果,Rhagはpillar cellに,Rhbg及びRhcg2はpavement cellに,Rhcg1はmitochondrion-rich cell(MRC)にそれぞれ発現が見られた。更に免疫染色を行った結果,Rhagはpillar cellのアピカル膜とバソラテラル膜の両方に局在することが明らかになった。Rhbg及びRhcg2はpavement cellのバソラテラル膜,アピカル膜にそれぞれ局在していた。またRhcg1はMRCのアピカル膜に局在していた。また,これらの分子が実際にアンモニア輸送活性を持つかどうかを確認するため,アフリカツメガエル卵母細胞を用いた発現実験を行った。その結果,全ての分子にメチルアンモニア輸送活性が確認された。以上の結果から,Rhファミリーが硬骨魚類のエラからのアンモニア排泄に重要な役割を果たしていることが示唆された。

据了解，硬骨鱼通过鳃直接排出氨作为氮代谢的最后一步，但其分子机制尚未阐明。另一方面，最近发现在脊椎动物中广泛保守的Rh家族分子具有氨转运活性。我们假设这个家族负责硬骨鱼类的氨排泄，为了测试这一点，我们使用虎河豚进行了研究，其整个基因组已被测序。数据库检索显示，河豚基因组中存在一种 RhAG (fRhag) 的直系同源物、一种 RhBG (fRhbg) 和两种 RhCG (fRhcgl,2)。对所有这些分子的 Northern 分析表明，所有基因都在鳃中强烈表达。接下来，进行原位杂交以阐明这些基因在组织内的表达位点。结果显示，Rhag在柱细胞中表达，Rhbg和Rhcg2在铺路细胞中表达，Rhcg1在富含线粒体的细胞(MRC)中表达。进一步的免疫染色显示，Rhag 位于柱细胞的顶膜和基底外侧膜中。 Rhbg 和 Rhcg2 分别位于路面细胞的基底外侧膜和顶膜中。 Rhcg1 也定位于 MRC 的顶膜。此外，为了确认这些分子是否确实具有氨转运活性，我们使用非洲爪蟾卵母细胞进行了表达实验。结果，在所有分子中均证实了甲基铵转运活性。这些结果表明，Rh 家族在硬骨鱼鳃的氨排泄中发挥着重要作用。