研究テーマ: サクラエビの人工増殖に関する研究
サクラエビは駿河湾でのみ操業が許可され、見た目の美しさや美味しさにより、高級食材としての確固とした地位を築いてきました。1970年代には8000トン余りの水揚げ量を誇っていましたが、近年は空前絶後の不漁に悩まされています。不漁の原因は不明であり解決方法の糸口すらつかめていません。
本研究では、サクラエビの不漁問題を解決するために、由比漁港協同組合および駿河湾フェリーの協力をもとにサクラエビの人工増殖、資源量調査などを行なっています。
関連業績
- Ito, T., Yoshizaki, N., Tokumoto, T., Ono, H., Yoshimura, T., Tsukada, A., Kansaku, N. and Sasanami, T.* Progesterone is a sperm-releasing factor from the sperm-storage tubules in birds. Endocrinology, 152 (10): 3952-3962. (2011).
- Mizushima, S., Hiyama, G, Shiba, K., Inaba, K., Dohra, H., Ono, T., Shimada, K. and Sasanami, T.* The birth of quail chicks after intracytoplasmic sperm injection. Development, 141(19): 3799-3806. (2014).
- Matsuzaki, M., Mizushima, S., Hiyama, G., Hirohashi, N., Shiba, K., Inaba, K., Suzuki, T., Dohra, H., Ohnishi, T., Sato, Y., Kohsaka, T., Ichikawa, Y. and Sasanami, T.* Lactic acid is a sperm motility inactivation factor in the sperm storage tubules. Scientific Reports, 5, Article number:1 7643. (2015).
- Hiyama, G., Mizushima, S., Matsuzaki, M., Tobari, Y., Choi, J. H., Ono, T., Tsudzuki, M., Makino, S., Tamiya, G.,Tsukahara, N., Sugita, S., Sasanami, T. * Female Japanese quail visually differentiate testosterone-dependent male attractiveness for mating preferences. Scientific Reports, 8(1): 10012. (2018).
- Matsuzaki, M., Hirohashi, N., Tsudzuki, M., Haqani, M.I., Maeda, T., Mizushima, S., Sasanami, T*. Longer and faster sperm exhibit better fertilization success in Japanese quail. Poultry Science, 100(4): 100980. (2021).
研究テーマ:海洋生物由来の機能性成分の有効利用と海藻バイオマスの回復に関する研究
我々はウミウチワやアマモが分泌する天然有機化合物の同定を進めています。特にステロイドホルモンの細胞膜受容体に作用する化合物に注目しています。アマモは静岡県内では浜名湖に生息していますが、近年、生息域の縮小とアサリの漁獲高の減少の関連が指摘されています。アマモの種苗生産による環境回復にも挑戦しようと計画中です。
関連業績
- Tokumoto, T., Tokumoto, M., Nagahama, Y., et al., Diethylstilbestrol induces fish oocyte maturation. Proceeding of the National Academy of Sciences of United States of America, 101: 3686-3690 (2004) doi.org/10.1073/pnas.0400072101
- Tokumoto, T., Tokumoto, M., Thomas, P., Interactions of diethylstilbestrol (DES) and DES analogues with membrane progestin receptor a (mPRa) and the correlation with their nongenomic progestin activities. Endocrinology, 148: 3459-3467 (2007) doi.org/10.1210/en.2006-1694
- Nakashima, M., Suzuki, M., Tokumoto, T. et al., Cell-based assay of nongenomic actions of progestins revealed inhibitory G protein coupling to membrane progestin receptor a (mPRa). Steroids, 100: 21-26. (2015) doi:10.1016/j.steroids.2015.04.002
- Tokumoto, T., Hossain, M. B., Wang, J., Establishment of procedures for studying mPR-interacting agents and physiological roles of mPR. Steroids, 111: 79-83 (2016) doi.org/10.1016/j.steroids.2016.02.015
- Tokumoto, T., Kodani, S., Miyazaki, T. et al., Detecting membrane progestin receptor (mPR)-interacting compounds from coral seawater in Mauritius. WIOMA (Western Indian Ocean Journal of Marine Science). Special Issue 1/2017: 77-84. (2017)
研究テーマ:海洋由来の微生物の有効利用に関する研究
出芽酵母を用いて細胞増殖、ストレス応答の研究をしています。現在は主に栄養源飢餓で誘導されるオートファジーの研究を行なっています。写真は栄養枯渇させた酵母で液胞膜が内部に陥没して細胞質成分を分解するミクロオートファジーを捉えた画像です。「ふじのくに海洋生物化学研究所」では、海洋性酵母を単離し基礎特性を調べ、その先の応用としては酒造用、工業用に適した酵母を単離することを目的としています。
関連業績
- Golam Mostofa, Shamsul Morshed, Ritsu Shibata, Yuri Takeichi, Muhammad Arifur Rahman, Shun Hosoyamada, Takehiko Kobayashi, and Takashi Ushimaru* rDNA condensation promotes rDNA separation from nucleolar proteins degraded for nucleophagy after TORC1 inactivation. Cell Rep. 28:3423-3434.e2. (2019)
- Golam Mostofa, Muhammad Arifur Rahman, Naoki Koike, Akter MST Yeasmin, Nafisa Islam, Talukdar Muhammad Waliullah, Shun Hosoyamada, Mitsugu Shimobayashi, Takehiko Kobayashi, Michael N. Hall and Takashi Ushimaru* CLIP and cohibin separate rDNA from nucleolar proteins destined for degradation by nucleophagy. J. Cell Biol. 217: 2675-2690. (2018)
- Akihiro Kondo, Md. Golam Mostofa, Katsuya Miyake, Mashu Terasawa, Nafisa Islam, Akter MST Yeasmin, Talukdar Muhammad Waliullah, Tomotake Kanki, and Takashi Ushimaru* Cdc14 phosphatase promotes TORC1-regulated autophagy in yeast. J Mol Biol 430:1671-1684. (2018)
- Muhammad Arifur Rahman, Md. Golam Mostofa, and Takashi Ushimaru* The Nem1/Spo7–Pah1/lipin axis is required for autophagy induction after TORC1 inactivation. FEBS J 285:1840-1860. (2018)
- Yoshimi Honma, Aiko Kitamura, Ryo Shioda, Hironori Maruyama, Kanako Ozaki, Yoko Oda, Thierry Mini, Paul Jenö, Yasushi Maki, Kazuhito Yonezawa, Ed Hurt, Masaru Ueno, Masahiro Uritani, Michael N. Hall, and Takashi Ushimaru*TOR regulates late steps of ribosome maturation in the nucleoplasm via Nog1 in response to nutrients. EMBO J.25:3832-3842. (2006)
研究テーマ:海洋生物を利用した海洋教育方法の開発
海洋生物に関する研究所の研究成果や「海洋マネジメント研究の成果を利用した海洋教育方法の開発」と連携しながら、大学のフィールド実習やステイクホルダーの研修などの場における海洋生物を用いた海洋教育手法の研究を行います。
研究テーマ:ゲノム解析による新規海洋微生物および有用遺伝子の探索とその利用
次世代シーケンサーの普及により、ゲノム科学分野の研究が飛躍的に発展しつつあります。「ふじのくに海洋生物化学研究所」では、次世代シーケンサーを用いたゲノム解析やメタゲノム解析により、新規海洋微生物および有用遺伝子を探索し、海洋生物の遺伝子資源を利用する研究を行っていく予定です。
- 関連業績
- Koyanagi, I., Dohra, H. and Fujiwara, T.* Nitrate-responsive suppression of DMSO respiration in a facultative anaerobic haloarchaeon Haloferax volcanii. J. Bacteriol. doi:10.1128/JB.00655-20. (2021).
- Iwatsuki, T., Kanazawa, T., Ogasawara, T., Hosotani, K., Tsuchiya, K., Watanabe, S., Suzuki, T., Moriuchi, R., Kanesaki, Y. and Dohra, H.* 16S rRNA Gene Amplicon Sequencing of Gut Microbiota in Three Species of Deep-Sea Fish in Suruga Bay, Japan. Microbiol. Resour. Announc. 10. (2021).
- Dohra, H., Kaweewan, I., Casareto, B.E., Suzuki, Y. and Kodani, S.* Draft Genome Sequence of Streptomyces spongiicola Strain 531S, an Actinobacterium Isolated from Marine Sediment. Microbiol. Resour. Announc. 8. (2019).
- Dohra, H., Arai, K., Urakawa, H. and Fujiwara, T.* Draft Genome Sequence of Nitrosococcus oceani Strain NS58, a Marine Ammonia-Oxidizing Gammaproteobacterium Isolated from Tokyo Bay Sediment. Microbiol. Resour. Announc. 8. (2019).
研究テーマ:狩野川のアユの生態と保全に関する研究 –環境の変化に対する応答と制御機構–
古くから日本の代表的な川魚として親しまれているアユ、実はサケのように海と川を行き来する回遊魚なのです。近年、河川開発や温暖化などの影響で稚鮎の海水適応能の低下や新魚の河川への遡上数の低下が問題視されています。しかしながら、環境変化に対してアユに何が起きているかという知見はあまり多くありません。そこで、私たちは、静岡県の代表的なアユの産地である狩野川のアユについて、環境の変化に対する応答を生理的な視点から解析し、狩野川アユの保全に活用していきたいと考えています。
関連業績
- Kitano, J., Kakioka, R., Ishikawa, A., Toyoda, A., Kusakabe, M. Differences in the contributions of sex linkage and androgen regulation to sex-biased gene expression in juvenile and adult sticklebacks. Journal of Evolutionary Biology, 33 (8): 1129-1138. (2020).
- Kusakabe, M., Mori, S., Kitano, J. Gill Na+/K+-ATPase in the threespine stickleback: changes in transcript levels and sites of expression during seawater acclimation. Evolutionary Ecology Research, 20 (3): 349-363. (2019).
- Kusakabe, M., Nobata, S., Saito, K., Ikeba, K., Ogasawara, S., Tanaka, K., Takei, Y., Hyodo, S. Body condition and reproductive status of chum salmon during homing migration in Otsuchi Bay, Japan, after the 2011 Great East Japan Earthquake and Tsunami. Fisheries Science,85:43–51. (2019).
- Katayama, Y., Takei, Y., Kusakabe, M., Sakamoto, T. Hormonal regulation of thirst in the amphibious ray-finned fish suggests the requirement for terrestrialization during evolution. Scientific Reports, 9, Article number: 16347. (2019).
- Kusakabe, M., Ishikawa, A., Ravinet, M., Yoshida, K., Makino, T., Toyoda, A., Fujiyama, A., Kitano, J. Genetic basis for variation in salinity tolerance between stickleback ecotypes. Molecular Ecology, 26 (1): 304–319. (2017).
研究テーマ: 海洋細菌由来の新規有用物質の探索
海洋環境において陸生とは違う細菌が存在していることが示唆されている。現在、静岡県の様々な海洋環境から細菌を分離しており、ライブラリの構築を行っている。さらにこの菌株ライブラリの中から有用物質の探索を行い、その化学構造の決定を目指す。
関連業績
- Unno, K., Kodani, S.*, Heterologous expression of cryptic biosynthetic gene cluster from Streptomyces prunicolor yields novel bicyclic peptide prunipeptin, Microbiological Research, 244:126669 (2021)
- Suzuki, M., Komaki, H., Kaweewan, I., Dohra, H., Hemmi, H., Nakagawa, H., Yamamura, H., Hayakawa, M., Kodani S.*, Isolation and structure determination of new linear azole-containing peptides spongiicolazolicins A and B from Streptomyces sp. CWH03, Applied Microbiology and Biotechnology, 105(1):93-104 (2021)
- Fuwa, H., Hemmi, H., Kaweewan, I., Kozaki, I., Honda, H., Kodani, S.*, Heterologous production of new lasso peptide koreensin based on genome mining, Journal of Antibiotics,74(1):42-50 (2021)
- Unno, K., Kaweewan, I., Nakagawa, H., Kodani S.*, Heterologous expression of a cryptic gene cluster from Grimontia marina affords a novel tricyclic peptide grimoviridin, Applied Microbiology and Biotechnology, 104(12):5293-5302 (2020)
- Kaweewan, I., Hemmi, H., Komaki, H., Kodani, S.*, Isolation and structure determination of a new antibacterial peptide pentaminomycin C from Streptomyces cacaoisubsp. cacaoi, Journal of Antibiotics, 73 (4):224-229 (2020)
研究テーマ:自然及び社会の環境変化に適応した海洋利用マネジメントに関する研究
海洋の資源管理は複雑な要因が多く、必要な技術開発や制度設計のミスマッチが発生しやすいのが実情です。駿河湾や浜名湖などの人間と自然の相互作用とその経過の調査から①問題解決に資する技術開発や制度設計のニーズ・シーズの探索とマッチング、②技術や制度の社会実装のために必要な地域固有の事情に対する技術や制度のカスタマイズ（ローカライズ）、求められる人材とその育成について研究しています。
研究テーマ:海洋マネジメント研究の成果を利用した海洋教育方法の開発
海洋マネジメント研究の成果を活かし、「海洋生物を利用した海洋教育方法の開発」と連携しながら大学のフィールド実習やステイクホルダーの研修などにおいて、現代的な海洋管理マネジメントやそこで求められる技術や制度に関する海洋教育プログラムの実践も計画しています。
関連業績
- Tomita R.* Process of making use of narratives to actualize local knowledge for effective and appropriate application: A case study of participatory action research on human-nature relationships in the Aya Biosphere Reserve. Miyauchi, T. and Fukunaga, M. eds. Adaptive Participatory Environmental Governance in Japan: Local Experiences, Global Lessons , Springer, Singapore. [In press]
- 富田涼都* ローカルな環境問題における気候変動問題の「遠さ」―駿河湾サクラエビ漁業からの検討―. 環境社会学研究 ,(26) :60 – 79. [2020]
- 富田涼都*, ハスプロジェクト推進協議会, 吉田 丈人 自然に対する多様な価値づけについての空間明示的な調査手法と成果の活用についての可能性と課題─福井県三方五湖における「昔の水辺の風景画」募集活動の検討から─ . 野生生物と社会 ,8: 5 – 24 . [2020]
- Tomita, R., Hasu Project, Yoshida T.* Sharing Experiences and Associated Knowledge in the Changing Waterscape: An Intergenerational Sharing Program in Mikatagoko Area, Japan. Saito, O., ed. Sharing Ecosystem Services Building More Sustainable and Resilient Society: 87 – 115, Springer, Singapore. [2019]
- 富田涼都* 生物多様性の保全をめぐる科学技術コミュニケーションのあり方. 日本生態学会誌68(3) :211 – 222. [2018]
研究テーマ: 海洋生物の生態と保全に関する研究 –数理モデルを用いたサクラエビの個体群動態の解析–
サクラエビ培養の既存データを調査し、サクラエビ培養の最適な条件および収穫時期を策定することを目的としたシミュレーションモデル作成をしています。近年では、サクラえび漁獲量の減少が顕在化しているが、減少の理由の糸口すら見いだせていないのが現状である。環境ストレスを添加した培養系をモデンリングでシュミレーションすれば不漁の原因を明らかにできる。
関連業績
- Tao HH, Dur G, Ke PJ, Souissi S, Hsieh CH. Age-specific habitat preference, carrying capacity, and landscape structure determine the response of population spatial variability to fishing-driven age truncation. Ecology and Evolution 00: 1-13 (2021).
- Dur G, Won E, Han J, Lee JS, Souissi S. An individual-based model for evaluating post-exposure effects of UV-B radiation on zooplankton reproduction. Ecological Modelling 441:109379 (2021).
- Dur G, Souissi S Ontogenic optimal temperature and salinity envelops of the copepod Eurytemora affinisin the Seine estuary. Estuarine Coastal and Shelf Science 200:311-323 (2018).
- Dur G, Jimenez-Melero R, Beyrend-Dur D, Hwang JS, Souissi S. Individual-based model of the phenology of egg-bearing copepods: application to Eurytemora affinis from the Seine estuary, France. Ecological modeling. 269: 21-36 (2013).
- Dur G, Souissi S, Devreker D, Ginot V, Schmitt FG, Hwang JS. An individual based model to study the reproduction of egg bearing copepods: application to Eurytemora affinis (Copepoda Calanoida) from the Seine estuary, France. Ecological Modelling. 220:1073-1089 (2009).
研究テーマ: 病原性海洋細菌走化因子分解酵素の創出
研究テーマ: プラスチック分解酵素の改良
海洋中には微細な甲殻類(カイアシ類)が多数生息し、様々な生物の栄養源となっています。このカイアシ類やカニやエビなどの甲殻類の骨格はキチンと呼ばれる糖質でできており、主にビブリオ菌とよばれる微生物によって分解されています。ビブリオ菌の中には食中毒の原因菌やカニやエビに病原性のある菌も含まれます。ビブリオ菌はキチンを分解する酵素を菌体外に放出し、キチン分解産物を認識してキチンのある方向へ泳いでいく性質を持っています。そこでキチンを分解する酵素の働きを阻害することでビブリオ菌がカニやエビに集まってくるのを防ぐ方法を検討します。
また近年海洋中にプラスチックが残留していることが問題視されています。プラスチックを分解できる酵素の機能を向上させることで、プラスチックのリサイクルを促進し環境流出を防いだり環境中のプラスチックを処理する方法を開発していきます。
関連業績
- Nakamura, A.*, Kanazawa, T., Furuta, T., Sakurai, M., Saloheimo, M., Samejima, M., Koivula, A., Igarash, K.*, Role of Tryptophan 38 in loading substrate chain into the active-site tunnel of cellobiohydrolase I from Trichoderma reesei, J. Appl. glycosc., 68: 19-29 (2021)
- Nakamura, A.*, Ishiwata, D., Visootsat, A., Uchiyama, T., Mizutani, K., Kaneko, S., Murata, T., Igarashi, K., Iino, R.*, Domain architecture divergence leads to functional divergence in binding and catalytic domains of bacterial and fungal cellobiohydrolases, J. Biol. Chem., 295: 14606-14617 (2020)
- Visootsat, A., Nakamura, A., Vignon, P., Watanabe, H., Uchihashi, T., Iino, R.*, Single-molecule imaging analysis reveals the mechanism of a high-catalytic-activity mutant of chitinase A from Serratia marcescens, J. Biol. Chem., 295: 1915–1925 (2020)
- Nakamura, A.*, Okazaki, K., Furuta, T., Sakurai, M., Iino, R.*, Processive chitinase is Brownian monorail operated by fast catalysis after peeling rail from crystalline chitin, Nat. Commun., 9: 3814 (2018)
- Nakamura, A., Tasaki, T., Okuni, Y., Song, C., Murata, K., Kozai, T., Hara, M., Sugimoto, H., Suzuki, K., Watanabe, T., Uchihashi, T., Noji, H., Iino, R.*, Rate constants, processivity, and productive binding ratio of chitinase A revealed by single-molecule analysis, Phys. Chem. Chem. Phys., 20: 3010-3018 (2018)
研究テーマ:海洋動物の器官再生に関わる生理活性物質の探索とその応用研究
棘皮動物門ナマコ綱に属するマナマコは、ユニークな生理的特性と高い再生能力を持つことが知られています。それらを示す代表的な現象として、外敵に襲われると内臓を自切して放出し、その後、失われたそれら臓器を短期間で完全に再生することができます。多くの動物が何らかの再生能力を持っていますが、内臓をまるごと再生できる能力を持つ動物は極めて珍しいです。私たちはナマコを用いて臓器再生機構の解明を試みています。再生に関わる基礎的な研究に加え、将来的には臓器再生医療に役立つ技術や生体材料の開発を目指していきたいと考えています。
研究テーマ:カタユウレイボヤを用いた自他認識機構の解明
多くの海洋生物は体外で受精します。卵子や精子、受精卵の取り扱いの容易さから、海洋生物を用いた受精研究が昔から盛んに行われ、数々の重要な発見がなされています。雌雄同体であるカタユウレイボヤは、一個体が卵子と精子を持つため自家受精してしまう可能性があります。遺伝的多様性を保つためには自家受精を防ぐ必要があり、そのための機構をホヤは獲得しています。本研究では、ホヤの卵子と精子がどのように自己と非自己を認識し、非自己のみを選択しているのか、その分子機構の解明を目的としています。精子の選別というユニークな現象は、ヒトを含むほ乳類にも隠されている可能性があり、卵子と精子の自己非自己認識機構の理解から、生物に普遍的な細胞認識機構の発見を目指しています。
研究テーマ:海洋生物におけるゲノム編集技術の構築
魚介類や藻類などの水産資源は、流通の劇的な進化や環境の変化によって脅威にさらされています。この貴重な資源を守るため、また今後の水産技術を発展させるために、人類が新たに手に入れたツールであるゲノム編集技術の応用が求められています。しかし、哺乳類や植物に比べて海産生物へのゲノム編集技術の応用は遅れをとっているのが現状です。本研究では、ホヤをモデルとして利用し、海洋生物におけるゲノム編集技術の構築・応用・発展を目指しています。
関連業績
- Saito, T., Shiba, K., Inaba, K., Yamada, L., Sawada, H.* : Self-incompatibility response induced by calcium increase in sperm of the ascidian Ciona intestinalis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 109(11):4158-62. (2012)
- Yamada, L.*#, Saito, T.#, Taniguchi, H., Sawada, H., Harada, Y.* : Comprehensive egg coat proteome of the ascidian Ciona intestinalis reveals gamete recognition molecules involved in self-sterility. The Journal of Biological Chemistry 284(14):9402-9410. (2009) #Equal contribution
- Harada, Y., Takagaki, Y., Sunagawa, M., Saito, T., Yamada, L., Taniguchi, H., Shoguchi, E., Sawada, H.* : Mechanism of Self-Sterility in a Hermaphroditic Chordate. Science 320(5875):548-550. (2008)
- Saito, T. #, Bokhove, M. #, Croci, R., Zamora-Caballero, S., Han, L., Letarte, M., de Sanctis, D., Jovine, L.* : Structural Basis of the Human Endoglin-BMP9 Interaction: Insights into BMP Signaling and HHT1. Cell Reports 30;19(9): 1917-1928. (2017) #Equal contribution
- Inoue, N.*, Saito, T., Wada, I. : Unveiling a novel function of CD9 in surface compartmentalization of oocytes. Development 14;147(15):dev189985. (2020)
研究テーマ:頭足類の生殖行動の解明に関する共同研究
研究テーマ:海藻バイオマスの回復に関する共同研究