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メチル化の記憶（DNA Methylation）

Fri, 10 Dec 2021 00:00:00 +0000

がんゲノムアトラス（TCGA）計画は、がんのゲノム地図を描き出した。しかし、地図がわかっても道がわかるわけではない。遺伝子が突然変異を起こすことはよく知られている——塩基の置換、欠失、挿入が積み重なり、細胞は徐々に制御不能へと向かう。だが、あまり知られていないのは、遺伝子そのものは変わらずとも、発現のしかたに異常をきたしうるということである。これがエピジェネティクスの領分である。

Cytosine methylation in mammalian DNA is regarded as a key epigenetic modification controlling essential processes such as imprinting, silencing of retrotransposons and cell differentiation.

メチル化はエピジェネティクスにおける最も古典的な修飾である。DNAは同じDNAのままだが、その上にメチル基が付加されることで、本来は開くはずの遺伝子が閉じられてしまう。逆もまた然りである。正常な細胞はメチル化によって自らのアイデンティティを保っている——肝細胞は自らが肝細胞であることを記憶し、ニューロンは自らがニューロンであることを記憶する。それを支えているのが、このエピジェネティックな記憶システムなのである。

問題は、このシステムががんでは乱されてしまうことである。がん細胞には遺伝子変異だけでなく、異常なメチル化パターンも存在する——本来は抑制されているはずの遺伝子が活性化し、本来は活性化しているはずの遺伝子が抑制される。乳がんは特に典型的で、サブタイプごとに異なるメチル化の指紋を持つ。

SOX2はその典型例である。

SOX2 is normally expressed in embryonic stem cells and neural progenitor cells, where it maintains self-renewal. DNA methylation in the SOX2 promoter and enhancer regions functions as an epigenetic switch, which forces cells to activate multiple differentiation pathways.

この遺伝子は胚性幹細胞において主役を担い、幹細胞の自己複製能を維持している。正常な成人組織ではほぼ発現しておらず、細胞はすでに分化を終えてSOX2を必要としない。しかし研究者らは、基底細胞様乳がんの約43%においてSOX2が異常活性化していることを見出した。腫瘍組織ではSOX2プロモーターのメチル化レベルが正常組織よりも低く、一方でコピー数は増加していた——この二重の推進力により、この転写因子はがん細胞内で過剰に発現するようになり、CYCLIN D1を直接活性化して細胞増殖を加速させる。

The downregulation of SOX2 by RNA interference decreased the tumorigenic phenotype in the lung, breast and ovarian cancers.

鰻研（PERVADE）

Thu, 24 Jun 2021 00:00:00 +0000

科学解説と呼ぶにはいささか無理がある。なにせここには厳密な実験デザインもないし、体系的な文献レビューもない。読書感想文かといえば、俺はそこまで感傷的でもない。ページをめくるときも特に心を動かされるわけではなく、読み終えれば忘れてしまった。

学部時代、先生についてニホンウナギの研究をしていた。最終的には学院が実験室を提供しなくなったため、プロジェクトは中途半端に終わったが、二年余りの「ウナギいじり」の経験は、この生き物に対する言葉にしがたい愛着を俺に残した。

冷凍された成魚のウナギ（2018年、福建泉州にて撮影）

解剖、注射、手術、組織切片、細胞観察——こうしたウェットな実験作業の数々は、今思い返してもありありと蘇る。

魚を飼うという行為は、実のところ手先の器用さを問うているのではない。問われているのは動物生理学への理解だ。いつ水温を上げるべきか、いつ水を替えるべきか、いつ餌をやるべきか、ウナギの調子が悪いときはどんなサインを見せるのか——そういうことを知っていなければならない。

まるでペットを飼うような話に聞こえるが、ペットの飼育に注射は必要ない。

面白いことに、ウナギという生き物はいつも「謎めいている」という印象を人に与える。この印象は教科書から来るものではない。実際にこいつらと付き合ってみると、わからないことだらけだと思い知らされるのだ。

神秘性こそ、ウナギの本質

ウナギは一生のうちに何度も変態を繰り返す。海で孵化したレプトセファルス（葉形仔魚）は、ガラスのように透明なガラスウナギとなり、川に入れば黄ウナギ、やがて銀色に輝く銀ウナギへと姿を変え、産卵のために海へ戻っていく——これほど複数回にわたる完全変態を遂げる生物は、脊椎動物の中でもきわめて稀だ。

発育中の稚魚（2022年、遼寧省大連にて撮影）

しかし本当に心を奪われるのは、変態そのものではない。変態の背後に横たわる、未解決の謎の数々だ。

たとえば——ウナギはどうやって帰る道を見つけるのか。

科学者たちはさまざまな仮説を提唱してきた。地磁気、嗅覚によるナビゲーション、聴覚シグナル……どれもそれらしくは聞こえるが、はっきり言って、我々はまだわかっていない。なぜウナギは広大な海の只中で、自分が生まれた川まで正確に戻れるのか。確かな答えを知る者はいない。

ニホンウナギの耳石（2017年、福建泉州にて撮影）

本の中でひとつ、強く印象に残っている話がある。誰かがウナギを捕まえ、数キロ離れた場所で放したところ、一、二週間後には、そいつらが最初に捕獲された場所に正確に戻ってきたというのだ。

程先生は言っていた——ウナギにはレーダーがついている、と。

そうかもしれない。

あるいは、産卵場所は一体どこなのか。

ヨーロッパウナギとアメリカウナギの産卵場はほぼ確定している——大西洋のサルガッソー海だ。だがニホンウナギの産卵場については、科学者たちの間で長年論争が続いている。マリアナ諸島付近という説もあれば、それ以外の候補もあるという説もある。マリアナ諸島。

本の中に美人あり、本の中にウナギもあり

『ウナギが故郷に帰るとき』という本の面白いところは、これが生真面目な生物学の解説書ではない点だ。

訳注：原書はスウェーデンの作家パトリック・スヴェンソンによる Ålevangeliet（英題：The Gospel of the Eels）。中国語版の訳題は『鳗鱼的旅行』（ウナギの旅）、日本語版の訳題は『ウナギが故郷に帰るとき』（大沢章子訳、新潮社、2021年）。以下、本文中の引用は中国語訳からの重訳である。

著者のパトリック・スヴェンソンはスウェーデン人で、その語り口がいい。ウナギの歴史、生物学、哲学、さらには自身の少年時代の思い出までをひとつの流れの中に織り込んで読ませる。

本の中で触れられている細部のひとつに、こんなものがある。アリストテレスはかつて、ウナギは泥の中から自然発生すると信じていた。彼は人々にこう提案した——干ばつの時期に乾ききった池を観察してみよ、と。すべての水が蒸発し、底の泥も土も固く干上がり、生命の痕跡は一切なくなっている……しかし最初の雨が降り、雨水がゆっくりと池を満たし始めたとき、不思議なことが起こる。一瞬のうちに、池は再びウナギであふれるのだ。突然、彼らはそこにいる。「雨水が彼らに存在を与えた」というわけだ。

今となってはこれが間違いだと我々は知っている。しかし顕微鏡も実験手法もなかった時代にあっては、この推測はそれなりに筋が通っていたのかもしれない。もっと面白いのは、数千年後、はるかに高度な技術を手に入れた我々に対しても、ウナギはいまだに困惑の種を用意しているということだ。

本にはまたこうも書かれている——ウナギ問題は「自然科学の歴史と同じだけの長さを持つ」。我々が毎日市場や食卓で目にする魚が、いまだにその繁殖方法を秘密にし続けている。これは皮肉な話だが、同時に、自然の複雑さが我々の理解をはるかに超えていることを如実に示している。

ふと思う——学部の二年間、うちの実験室で飼っていたウナギたちは、結局どうなったのだろう。

十中八九、科学のために往生したのだろう。放流されたはずがない。

俺が望んでいた終わり方ではない。

その後、方向を転換し、学部卒業後はウナギに触れることはなくなった。

一、二年後、偶然この本を手に取って、たしかにいくつかの昔話を思い出した。でも、ただそれだけだ。

本の中で、哲学者トーマス・ネーゲルが1974年に書いたあの有名な論文が引用されている——「コウモリであるとはどのようなことか（What Is It Like to Be a Bat?）」。同じ問いはウナギにも向けられる——ウナギであるとはどのようなことか。

我々はありとあらゆる方法を駆使してウナギを研究してきた。遺伝子、ホルモン、追跡装置、衛星測位……しかし、本当に彼らを理解しているのだろうか。

俺にはわからない。

だが、ときどき思うのだ——この「わからなさ」こそが、ウナギを面白くしているのだろうと。

もしこの謎めいた生き物に興味があるなら、あるいはただ午後を潰すための本を探しているなら、『ウナギが故郷に帰るとき』は読む価値がある。この本はウナギとは何かを教えてはくれない——誰も知らないのだから。教えてくれるのは、ウナギがどれほど謎に満ちているか、そして人間がその謎を解き明かすためにどれほど力を注いできたか、だ。

原題「鳗研」は中国語で「蔓延」（まんえん、広がる・浸透する）と同音（mányán）であり、「鳗鱼研究」（ウナギ研究）の略称と「蔓延」のダブルミーニングになっている。副題「PERVADE」はこの掛詞を英語で表したもの。日本語では「鰻研（まんけん／うなぎけん）」となるが、同音性は失われる。

変じて通じ、通じて久し

Fri, 21 May 2021 00:00:00 +0000

出勤早々、『雲南省の蝶の大発生』のライブ配信通知が届いた。しばらく前にホットサーチで見かけてから、ずっと興味を惹かれていた——学生時代、学部の先生お二人と一緒に山へ蝶の観察に出かけたことがある。一人は生物同定の達人、もう一人は昆虫学者で、いずれも私が敬愛する師である。

蝶という生き物は、考えれば考えるほど面白い。芋虫と蝶——同一のゲノムを持ちながら、まるで別の生を生きる。遺伝子が入れ替わるわけではない。変態というプロセスの中で、同じ遺伝情報が新たに「解釈」し直されるのだ。あたかもスプライシングの設計図を差し替えたかのように、まったく新しい形態と機能へと羽化する。ふと古人の言葉が浮かんだ——

変ずれば則ち通じ、通ずれば則ち久し。

分子生物学の文脈に置き換えてみると、これが意外なほどしっくりくる。

ヒトのゲノムにはわずか二万余りの遺伝子しかない。それでいて、これほど複雑で多様な生命システムを構築できるのは、その秘密の多くが転写後の選択的プロセシングにある。DNAから転写された一次mRNA（pre-mRNA）は、イントロンが切り除かれ、エクソン同士が連結されて初めて成熟mRNAとなる。だが、そのスプライシングの結果は一通りではない——同じ一次転写産物から、あるイントロンを保持したりスキップしたり、あるエクソンを含めたり除外したり、さらにはエクソンの連結順序を変更することもできる。これらの組み合わせにより、一つの遺伝子から数十、時には数百種類ものmRNA変異体が生まれ、それぞれ機能の異なるタンパク質へと翻訳される。

これが選択的スプライシング（Alternative Splicing）である。

同じ遺伝子が、組織や発生段階に応じて異なるスプライシングを受け、異なるタンパク質を産み出す。神経系を例にとると、同一遺伝子がスプライシングの違いによって、それぞれ異なる神経伝達物質に応答するイオンチャネルタンパク質を生成し、ニューロンの信号伝達の特異性を決定する。

これに劣らず精妙なもう一つの仕組みが、選択的ポリアデニル化（Alternative Polyadenylation）である。

mRNAの3'末端には通常ポリAテールが付加され、これが分解からの保護と翻訳の補助を担う。しかし、mRNA上には複数のポリアデニル化シグナルが潜在していることがある——転写開始点に近い部位を選べば、3'末端は短くなり、制御配列も少なく、mRNAは分解されやすくなる。一方、遠位の部位を選べば、いくつかの制御エレメントが保持され、細胞内でのmRNAの局在や翻訳効率に影響を与える。細胞はまさに、この部位選択を通じて、mRNAの寿命と翻訳のタイミングを緻密に制御しているのだ。

遺伝子の数は限られている。しかし、こうした「変化」の仕組みによって、発現の多様性は飛躍的に拡張される——限られた遺伝情報が、絶え間なく生命を紡ぎ続ける。

雲南省は、次回の生物多様性条約（CBD）締約国会議の開催地である。瑞麗は地理的に特殊な位置にあるため、新型コロナの再流行に見舞われ、当初五月の予定だった会議は十月に延期された。本来なら蝶の大発生の光景にちょうど間に合ったはずなのに、実に残念だ。

記憶違いでなければ、明日は国際生物多様性の日だ。

生物多様性はなぜそれほど重要なのか。それは、生態系の自然回復力に対する人々の楽観の度合い、私たちの倫理観、そして複雑さへの畏敬の念にかかっている。物質が極めて豊かな時代にあって、ホモ・サピエンスが占有する天然資源と掌握する科学技術は、寿命の延伸と種の安定をもたらした。それがどの程度まで他の生物の生存を脅かしているかは、容易には線引きできないように思う。

ある希少種の絶滅が、いま生きる世代に及ぼす影響のほとんどは、目に見えるものではない。それでも私たちは、できる限り持続可能性の観点から行動する。これと対極の価値観を持つ人々は、資源の不安を抱くことは稀だが、それでもなお病気という難題に直面する。ウイルスは単純な生命体でありながら、グローバル化の中で前例のない規模のパンデミックを引き起こした。癌はといえば、全二十三巻（一巻約千頁）の書物に、わずか四十〜六十の誤植が生じたに過ぎない——それにもかかわらず、それは生命にとって最も過酷な最終決戦となる。

幸いなことに、一部の聡明な人々——彼らが「ホモ・サピエンスこそ地球の支配者」と自負しているのでないことを願う——は、さまざまな種が生態系の中でそれとなく一定の役割を果たしていることに目を向け、行動を起こし、生物多様性の保全に関心を向けるよう人々に呼びかけている。

私もまた、深く感化された。

遺伝子の選択的スプライシングから、種の多様な共存に至るまで——「変わること」こそ、生命が限られた資源に対処するための根本的な戦略である。一つの遺伝子はスプライシングの違いによって多様なタンパク質を生み出し、一つの生態系は異なる種の組み合わせによって強靭さを保つ。理は同じ——ただ規模が異なるだけだ。

ポストコロナの世界が、健やかで平和に、新たな生を羽ばたかせ、蝶へと羽化することを願う。

選択的スプライシング解析詳解 / Alternative Splicing

Sun, 21 Feb 2021 00:00:00 +0000

背景

真核生物において、一つの遺伝子は選択的スプライシング（Alternative Splicing, AS）によって複数の mRNA アイソフォーム（isoform）を産生しうる。すなわち、pre-mRNA のスプライシング過程で異なるエクソンの組み合わせをとることで、異なる成熟 mRNA が生成されるのである。この仕組みは、遺伝子数を増やすことなくプロテオーム（proteome）の多様性を飛躍的に拡大する。

N 個のエクソンを持つ遺伝子は、理論上最大 2^(N-1) 種のスプライスバリアントを産生しうる。実際には多くの遺伝子が 2〜10 種のアイソフォームを産生するが、ショウジョウバエの Dscam のように数万種のスプライスバリアント（splice variant）を産生する例外的な遺伝子も存在する。

計算解析が必要な理由

ハイスループットトランスクリプトームシーケンシング（RNA-seq、全長 cDNA シーケンシング）は、参照ゲノムにマッピングされた数千本の転写産物を生み出す。これらを人手で一つひとつ検査することは現実的ではない。計算パイプラインに求められるのは以下の処理である。

同一遺伝子座に属する転写産物のクラスタリング
真のスプライスバリアントとアライメントアーティファクト（alignment artifact）の識別
各スプライスバリアントの分類
全ゲノム規模での AS イベントの定量と集計

AS Code の概念

AS Code 体系（Sammeth et al., 2008）は、任意の選択的スプライシングイベントをコンパクトかつ曖昧さなく記述する記法を提供する。その中核となる考え方は次のとおりである。

重複する任意の転写産物ペアについて、両者間で異なるスプライス部位が AS イベントを定義する。これらの差異部位を位置順に番号付けし、ドナー（^）またはアクセプター（-）として標識すれば、当該イベントの構造を一意に記述するコードが得られる。

このコード化により、AS イベントを生物学的に意味のあるカテゴリへ体系的に分類できるようになる。

入力データと前処理

必要な入力ファイル

ファイル	形式	内容
ゲノム	FASTA	参照ゲノム配列
遺伝子アノテーション	GTF	遺伝子モデルおよびエクソン座標
cDNA アライメント	GFF3 (cDNA_match)	全長 cDNA アライメント結果

遺伝子アノテーションは参照転写産物の構造を提供し、cDNA アライメントは実験的に観測された転写産物構造を提供する。後者には、アノテーションに未収録の新規スプライスバリアントが含まれている可能性がある。

リンと渦鞭毛藻（One Glance）

Sun, 05 Apr 2020 00:00:00 +0000

初めての出会い

强壮前沟藻。この名前を僕は数えきれないほど口にした。最初は舌がもつれたが、やがてすらすらと言えるようになり、まるで旧友の名を呼ぶようになった。

それは有害赤潮を引き起こす渦鞭毛藻で、渦鞭毛藻門、渦鞭毛藻綱、ペリディニウム目、ギムノディニウム科、アンフィディニウム属に分類される。世界の熱帯・温帯海域に分布し、中国国内では主に南シナ海や海南島の三亜で見られる¹。この小さな藻が毎年どれほどの経済的損失をもたらし、どれだけの沿岸住民を眠れぬ夜に追い込んでいるのか、誰か統計を取ったことがあるのだろうか。僕が知っているのはただ、初めて顕微鏡でそれを見たとき、鞭毛がスライドガラスの上に優雅な弧を描き、その瞬間「赤潮生物」という悪名をすっかり忘れてしまったということだけだ。

この研究テーマに関わるようになったのは、彼女のせいだった。彼女の卒業論文のテーマがこれ——强壮前沟藻のホスホン酸利用——だったのだ。彼女の指導教官は僕たちの専門科目を教えてくれていて、すでに顔なじみだった。彼女がこの方向を選んだのも、実は先生の博士論文の研究を引き継いだに過ぎない。

あの頃の僕は、当てもなく迷っていた。程先生はすでに大学を離れ、あとは遠隔でやりとりするしかなく、たまにメールを送る程度だった。毎日実験室に通い、先生と進捗を詰めている彼女の姿を見ていると、少しだけその熱に当てられた——少なくとも彼女は、自分が何をしているのかわかっていた。

彼女が実験をしているとき、僕も時々実験棟に足を運んでキャンパスのWi-Fiを借りていた。先生は僕のルームメイトの指導教官でもあり、僕のことをまったく他人扱いせず、たまに彼女に冗談を飛ばした——「彼氏にも練習させなよ、そのうち手伝ってもらえるから」。

一度、彼女の進捗報告に付き添って研究室へ行ったことがある。先生は口数こそ少ないが、質問はとても細かかった。培養温度は？光強度は？カウント方法はどれを使っている？彼女はやや緊張しながら答え、僕は横に座ったまま口を挟めず、壁に貼られた培養器の操作手順書を読んでいるふりをするしかなかった。

報告が終わり、先生は僕たちを見送りがてら、廊下の突き当たりにずらりと並ぶ三角フラスコの培養棚を指さして教えてくれた。「これは別の研究グループのだ。東シナ海のプロロケントルムをやってるのもいるし、ヘマトコッカスをやってるのもいる——海洋藻類の分野は、実はけっこう研究が進んでるんだよ」。当時の僕はこの界隈のことを何も知らず、ただ先生は愛想のいい人だなと思っただけだった。あとになってようやくわかった——こうして「ちょっと見せてあげる」という習慣こそが、研究の駆け出しに対する、かけがえのないやさしさなのだ。

リンの小宇宙

リンはDNAの骨格であり、ATPのエネルギー源であり、細胞膜のリン脂質二重層の構成要素である²。リンは海洋植物プランクトンの細胞サイズ、栄養状態、光合成効率に影響を与えるだけでなく、群集の種構成や個体数にも深い影響を及ぼす²。リンが欠乏した植物プランクトンは、背骨を抜かれた人のように、生命が弱々しく鈍る。

伝統的な海洋生態学では、窒素が主要な制限栄養塩だと考えられてきた。しかし、研究が積み重なるにつれ、世界の海域ではリン制限が窒素制限よりも普遍的な問題になりつつあることが示されている³⁴。長い地質学的時間スケールで見れば、リンは海洋生態系における重要な究極の制限栄養塩だと考えられている³⁴。

海中の溶存態リンは、主に溶存無機リンと溶存有機リンの二つに分けられる。無機リンは植物プランクトンに直接利用され、光が十分で生産性の高い有光層では急速に消費し尽くされる。一方、溶存有機リンは主にリン酸エステルとホスホン酸エステルという二つの形態で存在する。海水中の高分子量溶存有機リンの約75％はリン酸エステルで、C-O-P結合を特徴とし、主に核酸や膜リン脂質などの高分子中に存在する⁵。ホスホン酸エステルは海水中の高分子量溶存有機リンの25％を占め、安定で切断しにくいC-P結合を特徴とし、含リンタンパク質や膜ホスホン脂質中によく見られる⁵。

植物プランクトンはリン酸エステルを利用できる。主にアルカリホスファターゼによる加水分解でC-O-P結合を切断し、細胞が利用可能な無機リンを遊離させるのだ⁶。しかしホスホン酸エステルのC-P結合は極めて安定で、一般のホスファターゼでは加水分解されにくい。細菌はC-Pリアーゼを発現してホスホン酸エステルを利用でき、藍藻のような原核藻類ではすでに報告がある⁷。だが、真核植物プランクトンはホスホン酸エステルを直接利用できるのか？この問いについて文献ではほとんど決着がついておらず、散発的な報告にも議論の余地がある。

藻を育てる

彼女が使った実験材料は2-AEP、すなわち2-アミノエチルホスホン酸で、代表的な天然ホスホン酸エステル化合物だ。実験は三つの条件群を設定した。リン無添加、リン無添加＋2-AEP、そしてリン添加を対照群とするものである。

僕はカウントと測定の一部を手伝った——手伝いと言っても、実は学んでいるに近かった。彼女はプランクトン計数板の使い方、藻細胞の状態の見分け方、いつ希釈すべきか、いつ栄養液を補充すべきかを教えてくれた。聞けば簡単そうだが、実際にやってみると、実験のすべての段階に落とし穴が潜んでいることがわかる。藻株は活性化しなければならない、培地は滅菌しなければならない、抗生物質は適量でなければならない——除菌処理そのものは藻の成長にさほど影響しないが、細菌汚染が起これば実験全体が台無しになる⁸。

二日おきにサンプリングを行う。1000マイクロリットルの藻液を採取し、成長状況に応じて希釈した後、ルゴール液を加え、顕微鏡下でプランクトン計数板を使って手動カウントする。同時に培養系内の無機リン濃度を測定する——リンモリブデンブルー法だ。藻液をろ過した後に試薬を加え、しばらく静置し、分光光度計で読み取る。データポイントが一つ一つ積み重なり、曲線が方眼紙の上に少しずつ形を成していく。

あの頃、僕たちはたくさん話をした。卒業して何をするか、大学院に進むべきかどうか。彼女は「このまま続けたら髪が全部抜けちゃう」とこぼした。僕も「どうだろうな……」と答えた。二人で培養器の前に立ち、三角フラスコを眺めながら、とりとめのない話をしていた。あれはあの時期、一番気楽なひとときだったと思う。

先が見えている

実験結果が出た日、彼女は長いこと黙っていた。

八日目になると、三条件すべてでリン酸塩濃度がゼロに近づいた。リン添加群では細胞密度が低下し始め、リン無添加群と2-AEP添加群の細胞密度は終始、明確な増加を示さなかった。カウント結果を繰り返し確認し、機器のキャリブレーションを確認し、どこかの段階で凡ミスをしていないか確認した。

事実はこうだ。强壮前沟藻は2-AEPを唯一のリン源として利用できない。

その日、実験室を出てから、僕たちは大学の裏通りで屋台の鉄板焼き冷麺を買って食べた。二人で街灯の下に立って食べながら、しばらく何を言えばいいのかわからなかった。彼女の表情は、落胆というより、ある種の解放感だった——「少なくとも結果ははっきりしてる」と彼女は言った。「陰性結果も結果だから」。

訳注：「烤冷面」は中国東北部発祥のストリートフードで、冷麺の生地を鉄板で焼き、卵やソースを加えて巻いたもの。日本に直接相当する食べ物がないため、「屋台の鉄板焼き冷麺」と説明的に訳した。

僕はうなずいた。内心ほっとしていたことを、彼女には言わなかった。彼女の論文が書ける、と。

あとになって彼女はこう言った。実はとっくにこうなるだろうと予想していたと。「だから大学院に行って実験を続けたくなかったんだ。先が全部見えてるから」。

遺伝子の物語

研究はまだ続く。先生は彼女に遺伝子解析を勧めた。トランスクリプトームの中にホスホン酸エステル代謝に関連する遺伝子があるかどうかを調べるのだ。僕はBLAST解析を手伝い、結果が出たとき、少し意外だった。强壮前沟藻のトランスクリプトームには、確かにphnWとppdの相同配列が存在していたのだ。phnWは2-アミノエチルホスホン酸-ピルビン酸トランスアミナーゼをコードし、C-P結合を持つ有機リンの分解に関わる。ppdはホスホノ酢酸デカルボキシラーゼと相同で、ホスホン酸エステルの合成代謝に関与する可能性がある。

これは何を意味するのか？この藻類の祖先は、かつてホスホン酸エステルを利用する能力を持っていたが、進化の過程で失ったのかもしれない。そして、より可能性が高いのは——細胞外の2-AEPを細胞内に輸送する酵素を欠いているということだ。外部の有機リンは中に入れず、細胞内の酵素は指をくわえて見ているしかない。

この発見は、同時期の他の研究者の知見とも一致する。ある研究によれば、渦鞭毛藻の一種カレニア・ブレビスも同様に、外部のホスホン酸エステルを直接利用できないが、培養系に存在する細菌がC-P結合の有機リンを効果的に分解し、藻細胞が利用できるリン酸塩を遊離させることが示されている⁹。

先生は結果を見終えて、彼女に言った。「これは論文に書ける」。口調は淡々としていたが、それなりに満足しているのが見て取れた。

終章

その後、先生と僕だけが連絡を取り合い、折に触れて便りを交わす仲になった……

訳注：「互通魚雁」は中国の古典的表現で、「魚」と「雁」が手紙を運ぶという故事に由来し、「文通する・便りを交わす」ことを意味する。日本語では「便りを交わす」が自然な対応表現となる。

ふとあの頃を思い出すことがある。三角フラスコ、培養器、顕微鏡の下で泳ぐ鞭毛。培養器の前に立って「先が全部見えてる」と言った彼女の表情。

リン制限と海洋生態系の関係について、まだわからないことばかりだ。ホスホン酸エステルの、リンが乏しい海域での生物地球化学的循環は、細菌群集構造と関連しているのか？自然に合成されたホスホン酸エステルを直接利用できる真核植物プランクトンは存在するのか？ホスホン酸エステルトランスポーターの原核生物と真核生物の間での分布には、どのような規則性があるのか？

これらの問いは、今回の研究では答えを得られなかった。

ホスホン酸エステルが吸収可能なリンになるには、細菌による「翻訳」が必要なのだ。

强壮前沟藻は、今も大学の裏通りにあるどこかの実験室の三角フラスコの中で、鞭毛を揺らめかせている。それは僕の期待も、僕の戸惑いも知らない。ただ自分のやり方で生き、リンを消費し、光に応答し、誰にも知られないミクロの世界で、その生命の循環を完うしている。

そして僕たちも、おそらく同じことなのだ。

林永水, 周近明, 何建宗. 赤潮生物[M]. 北京: 科学出版社, 2001. ↩︎
Paytan A, McLaughlin K. The oceanic phosphorus cycle[J]. Chemical Reviews, 2007, 107(2): 563-576. ↩︎ ↩︎
Toggweiler J R. An ultimate limiting nutrient[J]. Nature, 1999, 400(6744): 511-512. ↩︎ ↩︎

海水と淡水域におけるニホンウナギの多組織差次的発現遺伝子解析

Thu, 15 Aug 2019 00:00:00 +0000

要旨

本研究は、海水（SEA）と淡水（TAP）の環境下で飼育したニホンウナギの三つの重要組織（脳、生殖腺、胸鰭）について差次的発現遺伝子（DEG）解析を行い、塩分適応過程におけるトランスクリプトーム応答機構の解明を目的とする。

主な知見：

包括的分析（組織効果の制御）により422個のDEG（発現上昇303、発現低下119）を同定した
脳は塩分変化に最も敏感で、計500個のDEGが検出された
三組織すべてで共通して有意な応答を示した中核的遺伝子は8個であり、いずれも海水環境下で発現上昇していた

主な結論：

ニホンウナギは塩分変化に対して組織特異的なトランスクリプトーム応答を示し、脳の応答が最も強く、胸鰭が最も保守的であった。
海水環境はより多くの遺伝子を活性化し（包括的分析：72％が発現上昇）、海水の塩分環境が特定の遺伝子発現プログラムを促進することを示唆する。
組織ごとの応答パターンの差異は、組織特異的な機能が環境塩分に対してそれぞれ異なる適応戦略をとることを反映している。

一、材料と方法

1.1 試料情報

実験には、2017年5月31日に泉州地域で購入した非野生の養殖ウナギを用いた。購入時に、体重300g〜1000gで、体形がふっくらとし、胸鰭が丸みを帯びて色が濃く、背部が黒色で腹部が銀白色の個体を選別した。これらは降海前の雌の銀ウナギの典型的な特徴であり、形態学的な雌雄判別の正確度は約90％である¹。

5尾の非野生ウナギからランダムに3尾を選び塩分馴致を行い、淡水飼育のウナギと対照群を形成した。毎日定時に6.6‰の海水塩を添加し、5日目には実験群のウナギの環境塩分濃度が約30‰（海水の塩分は約35‰）に達し、ニホンウナギの降海回遊時の塩分変化過程を模擬した。

サンプリングに際しては、全5尾のニホンウナギを氷水処理により麻痺させた後、形態指標の測定および解剖を行った。各ニホンウナギから脳、生殖腺および胸鰭をRNAシーケンシング用試料として採取し、RNAの加水分解を防ぐため、採取後直ちに液体窒素中で凍結保存した。

試料	体長（mm）	体重（g）	水平眼径（mm）	垂直眼径（mm）	眼間隔（mm）	吻長（mm）	胸鰭長（mm）	胸鰭幅（mm）	肛門-腹鰭起始端間（mm）
SEA_1	695	553	12	11	15	12	35	16	5
SEA_2	650	570	10	9	13	13	30	20	4
SEA_3	680	600	11	11	13	13	30	16	4
TAP_1	675	610	/	/	/	/	30	20	8
TAP_2	715	650	9	10	15	16	27	18	5

注：

ニホンウナギの人工繁殖とゲノミクス研究に関する総説

Thu, 28 Jun 2018 00:00:00 +0000

少し前にこの古い文章を引っ張り出してきて、数行読んだら居心地が悪くなった。

なんというか——あの頃の俺は、文章を書くのが「作業」だった。「重大な意義を持つ」なんて言葉、何のためらいもなく打ち込んでいた。総説をこんなふうに書くのは、別に前例がないわけじゃない。程先生が昔言っていた——学部生が論文を書くときは、まず「骨組み」を覚えろ、中身の良し悪しはさておき、骨組みだけはそれらしく見せろ、と。それで俺は「……の発展に伴い」「……の意義を持つ」「……に理論的根拠を提供する」といった決まり文句で段落を埋める術を身につけた。書いているときはそれなりに様になっている気がしたが、今見返すと、まさに学術論文の八股文だ。

訳注：原文の「学术八股」は、中国の科挙制度における「八股文」（形式ばかりで中身のない定型作文）を学術論文に喩えた表現。日本語読者にも通じる概念だが、文脈を補うため「学術論文の」を補った。

とはいえ、この文章にも笑えるところがまったくないわけじゃない。

第一に、引用形式がでたらめだ。当時は文献管理ツールの存在すら知らず、全部手打ちだった。参考文献リストの雑誌名、発行年、巻号、ページが平気で抜けている。今見ると自分を殴りたくなる。

第二に、専門用語が統一されていない。ウナギの生殖腺の発達段階を、ローマ数字で書いたりアラビア数字で書いたり、同じ論文の中に少なくとも三通りの表記が混在している。HPG軸を「視床下部-下垂体-生殖腺軸」と書けば、初見の人はしばらく固まるだろう。

第三に、論理の断絶。もっとも顕著なのは第三章のゲノミクスの部分で、魚類の全ゲノム解読の進展を述べていたかと思えば、いきなりニホンウナギのトランスクリプトーム研究の意義に飛ぶ。継ぎ目が雑で、まるで削りかけの木材を無理やり継ぎ合わせたようだ。

第四に、批判的思考がない。総説を書くからには先行研究の限界を評価すべきなのに、文章全体を通して「XXの研究が示している」「XXは〜と考えている」ばかりで、「しかし当該研究には以下の限界がある」「それに比べて本研究は……」といった攻めの姿勢がほとんど見られない。思いつかなかったわけじゃない。単に文献を読みすぎて、流されて、自分の立ち位置を見失っていたのだ。

第五に、締めくくりが雑だ。章を追うごとに文章が短くなり、最後の段落を書き終えたとき、自分でも心許なかった——「ニホンウナギの関連機能遺伝子の変化」という一文が三行にわたって居座っているのは、「今後の課題」と言っているようなものだ（実際そうなのだが）。

ただ、後になって思うのは、当時の自分を責めすぎることもないということだ。

あの頃の俺は文献の検索や読み方を覚えたばかりで、これだけ書けたのは自分の予想を上回っていた——少なくとも体裁は論文らしいし、引用は乱れているが本数は十分、内容は浅いがカバレッジは広い。

それ以上に、この文章が俺にとって初めてアカデミック・ライティングに本格的に触れるきっかけになった。

総説を書くのは論理的思考の良い訓練になる——他人の研究を消化した上で、自分の言葉で語り直し、しかもわかりやすく筋道立てて書かなければならない。この教えは今でも覚えている。

その後、俺はバイオインフォマティクスの道に進み、ウナギのことは続けなかった。さらに後になって、程先生は台湾に戻られ、研究室も解散したと聞いた。水槽で飼われていたウナギたちは、おそらく知る由もあるまい——かつて一群の学部生が自分たちのために「総説」を書いたことなど。

ときどきこの文章を見返すと、先生の研究室で開かれたゼミや、小さな会議室でプレパラートを覗いていた日々を思い出す。程先生はいつも言っていた——研究には忍耐が要る、時間をかける覚悟を持て、と。

当時の俺には半信半疑だったが、今振り返ると、あの総説は俺にとって初めて「時間の流れが信じられないほど速く感じられる」体験だったのかもしれない——書き始めたら抜け出せなくなり、食事を忘れ、スマホを見るのも忘れ、ふと顔を上げたらすっかり暗くなっていた。後になって自分で振り返ってみると、これは俺が研究に向いているかもしれないと思った手がかりの一つだった気がする。

不格好だが、それも俺が書いたものだ。

2021年冬

要旨

ニホンウナギ（Anguilla japonica）は東アジアにおける最重要の長距離降河回遊魚であり、中国のウナギ養殖の主力品種であるとともに、人工繁殖技術の研究における主要な実験対象でもある。

訳注：原文は中国人著者の視点で「我国」と書かれている箇所が多数あるが、日本語訳では読者の混乱を避けるため、すべて「中国」に置き換えている。

ニホンウナギは特異な生活史を持ち、養殖用の稚魚は天然漁獲に依存している。しかし近年、シラスウナギの資源状況は変動を続けており、漁獲量は全体的に減少傾向にある。そのため、ニホンウナギの人工繁殖技術の研究は極めて重要である。本稿では、雌雄判別、組織形態学、生理学、催熟・催産、生態的要因の影響などの観点から、中国におけるウナギ繁殖研究の進展を概観する。総説からは、ニホンウナギの人工繁殖研究は一定の進展を見せているものの、親魚の生殖腺発達の調節機構は未だ完全には解明されておらず、催産成功率と種苗生産技術にはなおブレークスルーが必要であることが示された。さらに、機能ゲノミクスの発展は上記の課題に新たな視点を提供するものであり、今後の研究における重要な方向性となる可能性がある。

キーワード：ニホンウナギ; 人工繁殖; 機能ゲノミクス

1. ニホンウナギ

1.1 ニホンウナギの遺伝的分類

ニホンウナギ（Anguilla japonica）はウナギ属（Anguilla）に属する一種である。他種と同様に、ウナギの分類基準には形態学、細胞学、生化学的遺伝学、分子遺伝学などがある。長い間、国内外の研究者の間でウナギの分類に関して意見の相違があり、現在でも定説はない。2007年までに、中国では8種のウナギが同定・記載されている。すなわち、ニホンウナギ（A. japonica）、オオウナギ（A. marmorata）、シナウナギ（A. sinensis）、タンスイウナギ（A. breviceps）、マダライウナギ（A. elphinstonei）、モヨウウナギ（A. nebulosa）、クロミミウナギ（A. nigricans）、フーチョウウナギ（A. foochowensis）である¹。その後、台湾に分布するニシウナギ（A. bicolor）も追加記録され、世界に計19種のウナギが存在するという見解が多くの研究者に受け入れられている。

ヨーロッパウナギとアメリカウナギは、それぞれの分布域の淡水域で生活し、性成熟後はいずれも大西洋中央部の熱帯海域まで降海回遊して繁殖する。1986年のAviseらによる研究では、この二種——近縁で形態的特徴が類似し産卵場も同じ——の間に厳格な生殖隔離が存在することが明らかになった²。これはウナギ分類をめぐる議論が続く中で大きな反響を呼び、地理的隔離がウナギの集団遺伝構造を変化させ、種分類に影響を与えることが科学者の注目を集めた。この問題を踏まえ、中国の研究者も異なる水域のニホンウナギ集団の遺伝構造について研究を行った。その結果、中国の各水域のニホンウナギ集団には分化が見られるものの、遺伝構造に顕著な差はなく、異なる地理的集団が産卵場に到達する時期のずれが集団分化の原因である可能性はあるが、生殖隔離を引き起こすことはなく、これらの集団は依然として同一種に属することが示された³。ウナギの分類問題の解決は、ウナギの繁殖研究にとって大きな意義を持つ。

1.2 ニホンウナギの生活史

ニホンウナギは長距離降河回遊魚であり、日本からフィリピンにかけての西太平洋に分布し、産卵場はフィリピン東方海域のマリアナ諸島付近（北緯約15度、東経140度）に位置する⁴。孵化直後の仔魚は透明な木の葉状の幼生で、レプトセファルス（葉形仔魚）と呼ばれ、マリンスノーを餌とする。海流に乗って中国や日本の大陸棚沿岸まで漂着した後、ガラスウナギへと変態し、淡水域に到達する前にシラスウナギへと変態する。河川に入ると体色が変化し、黄ウナギとなる。一定の大きさまで成長した黄ウナギは長距離の降河回遊を開始し、その過程で成熟が進み、銀化して銀ウナギとなる。研究によれば、ウナギは性成熟して産卵回遊に向かう間は摂餌を停止する。産卵場が遠方にあるため、生殖回遊には大量の体力を消費すること、そして産卵後の親魚が成育域に回帰した例が確認されていないことから、ウナギは産卵後に全個体が死滅する一回繁殖性の魚類であると考えられてきた⁵。しかし、実験室で人工催産の研究を行った際に、産卵後の親魚は死なず、再度性成熟に達しうることが観察されており⁶、ニホンウナギが一回繁殖であるという見解には再検討の余地がある。

1.3 ニホンウナギの資源概況

ニホンウナギは、味が良く肉質が柔らかく小骨が少ないことから、国内外の多くの食通に愛されてきた。市場に出回るウナギ料理のほとんどは、天然の成魚を直接漁獲したものではなく、シラスウナギを捕獲して一定の大きさまで養殖した非天然の養殖ウナギである。さらに、養殖用の稚魚もすべて天然漁獲に依存しており、親魚の人工繁殖は今日に至るまで大きなブレークスルーを達成していない。

2018年初頭の共同通信の報道によると、絶滅危惧種であるニホンウナギのシラスウナギは、この漁期に極めて深刻な不漁に見舞われた。2017年12月10日の漁解禁から15日間の日本国内外のニホンウナギのシラス漁獲量はわずか0.5キログラムで、前年同期の約43.4キログラムの約1パーセントであった。不漁が好転しなければ、この漁期のシラス漁獲量は過去最低を記録する可能性が高く、ウナギ産業の注目を集めた。2018年4月末、『日本養殖新聞』の報道によると、大阪の漁期が残っている以外、2018年度の東アジアにおけるシラスウナギ漁は正式に終了した。この漁期のシラス漁を振り返ると、台湾地区では11月中旬に先陣を切って漁が始まったものの、シラスの姿はまばらで、出足は不調だった。翌年1月には中国本土と日本も相次いで漁を開始したが、状況は同様に厳しかった。2月下旬の新月の大潮がある程度不漁傾向を和らげたが、海上では3月、4月になっても漁獲は低調のままだった。4月中旬にはニホンウナギのシラス漁獲量が直近数年の最低水準を上回ったものの、東アジア全体の累積漁獲量が大不作であった事実は変わらず、この年度のシラス漁期は最終的に静かに、そして惨憺たる結果で幕を閉じた。これは必然的にシラスウナギの価格高騰をもたらすだろう。（データは中国水産養殖網より）

科学者らは三次元粒子追跡法を用いて、北太平洋西部におけるニホンウナギ漁獲量の減少について深層的な研究を行い、過去約十年間の海洋循環の変化がニホンウナギの回遊の成否に潜在的な影響を与えており、シラス漁獲量の持続的不安定性の重要な原因である可能性を明らかにした⁷。シラス漁獲量の変動性により、高価格が一貫してニホンウナギ養殖の主要なコスト要因となっている。一方、他のウナギ種のシラスは耐病性、成長速度、飼料転換効率、育成率のいずれもニホンウナギに遠く及ばず、養殖が難しく、価格は相対的に低い。今回の大不作は、ニホンウナギの人工繁殖の難題を早期に克服すべしという警鐘を鳴らすと同時に、他のウナギ種の養殖技術の発展を一定程度刺激する可能性もある。

中国の水産養殖が産業化されて以来、人工養殖されるウナギの品種は、国内に分布するニホンウナギと海外から輸入されるヨーロッパウナギが中心である¹。2014年には早くも、ニホンウナギは国際自然保護連合（IUCN）のレッドリストに正式に掲載されたが、ニホンウナギの漁獲や食用を法的に禁止するには至っていない。2018年のシラスの大不作を受け、ニホンウナギをヨーロッパウナギと同様にワシントン条約（CITES）の附属書IIに掲載し保護すべきだとの声が業界内で高まっている。2009年にヨーロッパウナギがCITESの保護対象となって以来、中国のウナギ産業は大きな打撃を受けてきた。かつて中国のウナギ産業はヨーロッパウナギの稚魚の輸入に依存し、一定の大きさまで養殖した後、日本へ輸出するか国内消費に回していた。ヨーロッパウナギの国際取引が制限された後、中国国内でも国家第二級保護動物として扱われるようになり、中国に最も広く分布するニホンウナギが当然ながら現在の主要養殖品種となった。

日本はウナギの主要消費国であり、東アジアのウナギ産業を牽引する重要な国の一つとして、日本産地組合連総会、中日・台日ウナギ貿易会議を相次いで開催し、2019年5月のワシントン条約締約国会議を前にした対策を共同で議論してきた。中国でも中国ウナギ現代産業フォーラムが設立され、2017年10月にはアモイでウナギ産業科技创新連盟の設立大会が開催され、二十名以上の専門家・教授が招かれて優れた報告を行い、ニホンウナギ資源の保護と人工繁殖の研究に新たな方向性を提示した。

2. 中国におけるウナギ人工繁殖の研究進展

中国と日本は1970年代からウナギの人工繁殖の研究を開始し、いくつかの面でブレークスルーを達成してきた。2010年、日本の水産総合研究センターがニホンウナギの完全養殖の成功を宣言したことは⁸、中国の関連研究の加速に強い刺激を与えた。

2.1 雌雄判別

雌雄判別は魚類生物学研究の重要な内容であり、魚類の人工繁殖および増殖における基盤技術の一つでもある。ニホンウナギは他の多くの硬骨魚類と同様に、非繁殖期の雄と雌は外見上、直感的に区別できる差異を持たない。しかし、精巣と卵巣の発達が第二次性徴の発現をもたらし、性的二型の現象は一部の種では性成熟後も普遍的に存在する。早くも1970年代から80年代にかけて、林鼎らはウナギの雌雄判別に関して吻の形状の差異を提唱し⁹、松井魁はニホンウナギの吻端の角度の差が性別と関連するが、吻の形状には差がないことを発見した¹⁰。これらの先駆的研究を基礎として、郭弘藝らは長江河口の153尾の銀ウナギについて詳細な形態学的分析を行い、雌雄個体の判別モデルを構築した。これにより、生殖腺発達の初期段階でも雌雄個体を識別する外形特徴を見出すことができるようになった。統計分析の結果、長江河口の銀ウナギの雌個体は雄よりも体が豊満で、体高が高いが眼は小さいことが示され、構築された判別式の正答率は89パーセントに達した¹¹。ただし、この方法は実際の操作と応用において、測定記録と計算判別の手順が煩雑であるという問題がある。

2.2 生殖腺の組織形態学的観察

親魚の生殖腺組織の発達は人工繁殖の物質的基盤であり、魚類の生殖腺がどの程度発達すれば放精・産卵に至るのかを理解することは、人工繁殖にとって極めて重要であり、種苗生産技術のさらなる研究のための参考根拠を提供する。張潔明らは国内外の水産科学の先人たちの経験と教訓を総括し、人工催熟したニホンウナギの生殖腺について系統的な観察と研究を行った¹²。その結果は他の研究者の知見と基本的に一致している。彼らはニホンウナギの精巣発達を、精原細胞前増殖期（I）、精原細胞後増殖期（II）、精母細胞生長期（III）、精子出現期（IV）、精子成熟期（V）の5段階に区分した。降海回遊するウナギの群れでは第I段階の卵巣が観察されないため、人工催熟したニホンウナギの卵巣発達は、卵母細胞単層濾胞期（II）、脂肪胞出現期（III）、卵黄充満期（IV）、卵母細胞最終成熟期（V）のみとされた。著者の記述によれば、ニホンウナギの生殖腺組織の各段階の性状特徴は他の魚類と多くの類似点を持ち、他の魚類の人工繁殖成功例を参照しながら関連研究を進める上で有利であると考えられる。

2.3 生殖生理研究

ウナギの性成熟過程において、最も研究者の関心を集めているのは、生殖内分泌系の視床下部-下垂体-生殖腺軸（HPG軸）である。HPG軸は生殖内分泌軸とも呼ばれ、各段階のホルモンレベル、細胞形態、生化学成分などの変化、および外因性ホルモンがこれらにどのように影響するかが研究の焦点となっている⁸。蒋天宝らはコイ下垂体とHCGを用いて雌のニホンウナギの催熟を誘導し、血清総タンパク質、血清トリグリセリド、血清コレステロール、血糖、血中カルシウム、血清無機リンの6項目の血清生化学指標を測定・分析した。その結果、血清中のカルシウムとリンがウナギのGSI（生殖腺体重指数）と有意な相関を持つことが示され、発達程度を判断する新たな指標・手法となる可能性がある¹³。ただし、人工養殖下で成熟したものと天然で降海したニホンウナギの血清生化学成分には差がある可能性があり、現在に至るまで関連するさらなる研究は発表されていない。

2.4 催熟・催産

外因性ホルモンはニホンウナギの性成熟を誘導する常用かつ必須の手法である。ウナギは降海して初めて生殖腺が徐々に成熟するため、人工飼育条件下では外因性ホルモンを用いた誘導がなければ、その生殖腺は発達を続けることができず、放精・産卵が可能な段階に到達しない。中国で常用される魚類催情剤には、魚類脳下垂体ホモジネート（主にサケ・マスおよびコイの下垂体を使用）、GnRHアナログ（LHRH-Aなど）、人工合成または精製されたゴナドトロピン製剤（ヒト絨毛性ゴナドトロピンHCGなど）、ステロイドホルモン（テストステロンなど）がある⁸。柳凌らは異なるホルモンの作用効果を研究し、HCGの効果が最も優れていることを示したため、HCGがウナギの人工催熟における第一選択となった¹⁴。催熟・催産の過程は環境要因の影響を受けるほか、注射の時期、投与量と回数、注射間隔などが催情剤の効果、産卵および卵質と関係している。最適な注射方法を探るため、鄧岳松、林浩然らは大量の研究を行い¹⁵、その成果は後進の研究者の実験における重要な参考根拠となっている。

2.5 繁殖生態因子の研究

東アジアのニホンウナギがマリアナ諸島の産卵場まで回遊するには2000海里以上の距離がある。この距離の遠さゆえに、産卵場の生態から研究を進めることは難しく、ニホンウナギの野外環境要求に関する知見は依然として不十分であり、産卵場の海水条件が親魚の繁殖や仔魚の生存に影響を与えるか否かも科学者の研究テーマとなっている。中国の研究者は実験室条件下で、底質の色、光強度、温度などを制御し、ニホンウナギの仔魚のこれらの環境因子に対する選択を探究した¹⁶。これに加え、塩分も重要な影響因子である可能性があり、塩分が人工養殖ニホンウナギの生殖腺発達に影響を与える機構や、高浸透圧環境への応答における浸透圧調節機構を解明することは¹⁷¹⁸、海水を用いたニホンウナギ飼育に重要な理論的根拠を提供する。