221204_古川家1406
講師
古川　史也
Fumiya
Furukawa

主な研究テーマ

魚類の発生過程および卵形成過程における栄養代謝

魚類の発生過程では、腹部の卵黄嚢に含まれる多量の卵黄が重要な栄養源として働いています。卵黄内の栄養素は「卵黄多核層」という特別な細胞層を介して胚体へ輸送されていますが、実は、この細胞層の機能には不明な点が多く残されています。私たちは最近、卵黄多核層が単に栄養を輸送するだけでなく、積極的にこれを代謝?変換して新たな栄養素（グルコース?乳酸等）を作り出している現象を発見しました。現在、これを更に詳しく調べている最中です。
一方で、親魚の体内で卵母細胞が成長していく過程でも、卵内に様々な栄養素が蓄積し、また代謝されていると考えられますが、その詳細は大いに探求の余地を残しています。そこで、2022年より卵形成過程についても研究をはじめました。卵内への栄養蓄積や代謝を理解することで、これを人為的に操作し、「質の良い卵」をつくる親を育てることが最終的な目標です。
本研究では、ゼブラフィッシュやクサフグ、ヤマメ、マサバを用い、分子生物学、組織学、遺伝学などの技術を駆使して、魚類の発生や卵形成に関わる代謝を明らかにすることで、完全養殖の初期段階である種苗生産への貢献を目指します。

卵黄内のタンパク質や脂質をもとに様々な代謝物が合成される卵黄内のタンパク質や脂質をもとに様々な代謝物が合成される。
実験魚ゼブラフィッシュ-Danio-rerio実験魚ゼブラフィッシュ Danio rerio: お腹の大きい個体がメス、黄色っぽい個体がオス。
ゼブラフィッシュ卵へのマイクロインジェクションゼブラフィッシュ卵へのマイクロインジェクション。
産卵のため波打ち際に集まるクサフグ産卵のため波打ち際に集まるクサフグ Takifugu niphobles. これを捕獲して人工授精に用いる。（東京大学大学院理学系研究科付属臨海実験所　黒川大輔先生との共同研究）
成熟したクサフグのお腹を押して卵と精子を採取し、受精させる成熟したクサフグのお腹を押して卵と精子を採取し、受精させる。（東京大学大学院理学系研究科付属臨海実験所　黒川大輔先生との共同研究）
1666003988489宮崎県五ヶ瀬町の山奥でヤマメのサンプリングを行い、得られた卵濾胞の代謝機能を調べます。（宮崎大学　内田勝久先生、長野直樹先生、Smolt㈱上野賢氏との共同研究）

卵黄代謝の進化

動物では一般に、卵が受精した後、卵黄の栄養を使って発生するはずです。しかし、上記の「卵黄多核層」は、ほとんどの「いわゆるお魚」が属している「真骨魚類」というグループとサメの仲間のみが持つ特別な細胞層であり、チョウザメやガーなどの古代魚や、我々ヒトが属する四肢動物のグループには存在しません。それでは、卵黄多核層のない動物胚はどのように卵黄を代謝しているのでしょうか？また、卵黄代謝は進化の過程でどのように変化してきたのでしょうか？本研究では、チョウザメ、ツメガエル、ウズラ、トラザメ、ヤツメウナギ、さらにはエゾアワビやアオリイカなど、様々な動物を対象に卵黄代謝を行う組織?細胞を明らかにし、卵黄代謝の進化に迫ります。
孵化直後のコチョウザメ孵化直後のコチョウザメ Acipenser ruthenus （株式会社フジキンとの共同研究）
孵化直後のネッタイツメガエル孵化直後のネッタイツメガエル Xenopus tropicalis（広島大学両生類研究センターご提供）
トラザメ-Scyliorhinus-torazameトラザメ Scyliorhinus torazame の胚（東京大学大気海洋研究所　高木亙先生との共同研究）
エゾアワビ-Haliotis-discus-hannaiエゾアワビ Haliotis discus hannai のベリジャー幼生（元正榮　北日本水産株式会社との共同研究）
カワヤツメ幼生カワヤツメ Lethenteron japonicum の幼生（東京大学大気海洋研究所　高木亙先生との共同研究）
squid embryoアオリイカ Sepioteuthis lessoniana の胚（中央研究院　細胞?個体生物学研究所　Yung-Che Tseng博士との共同研究）

担当科目

2年次生対象発生生物学（必修）様々な水生生物の発生過程を学ぶことで、動物の体の成り立ちや各分類群における特異性や普遍性を理解します。
海洋生命科学実験II（必修：分担）水生動物の細胞レベルから個体レベルに至る実験と観察を通して、水生動物体内の構造と機能、生命現象に対する理解を深める。
4年次生対象卒業論文（必修）大学で学んだ知識をもとに、人類初の発見を目指して研究を行います。うまくいけば学術論文として後世に残る仕事ができます。
その他海洋生命科学特別講義II（大学院、分担、隔年）幅広い内容を包含する水圏生物科学を学ぶ上で不可欠な最新の進歩的な知識?研究技術等について講義する。

経歴?業績等

主な経歴

  • 2011年　日本学術振興会特別研究員（DC2）
  • 2013年　東京大学　大学院農学生命科学研究科　水圏生物科学専攻　博士課程修了（農学博士）
  • 2013年　日本学術振興会特別研究員（PD）　宮崎大学農学部
  • 2016年　博狗体育在线_狗博体育直播【官方授权网站】@海洋生命科学部　助教
  • 2019年　博狗体育在线_狗博体育直播【官方授权网站】@海洋生命科学部　講師

主な業績

著書
  1. Kaneko T, Furukawa F, Watanabe S. Excretion of cesium through potassium transport pathway in the gills of a marine teleost. In: Nakanishi TM, Tanoi K (Eds.) Agricultural Implications of the Fukushima Nuclear Accident, Springer, pp. 105-118, 2013.
論文
  1. Furukawa F, Aoyagi A, Sano K, Sameshima K, Goto M, Tseng YC, Ikeda D, Lin CC, Uchida K, Okumura S, Yasumoto K, Jimbo M, Hwang PP. Gluconeogenesis in the extraembryonic yolk syncytial layer of the zebrafish embryo. PNAS Nexus 3: pgae125, 2024.
  2. Inoue Y, Fukushuma M, Hirasawa G, Furukawa F, Takeda H, Umatani C. Maternal high-fat diet affects the contents of eggs and causes abnormal development in the medaka fish. Endocrinology 165: 1-13, 2024.
  3. Sameshima K, Yokose A, Sato Y, Yoshinaga T, Furukawa F. Maternally derived glycogen synthase 1 is essential for survival of zebrafish embryos. Coast. Mar. Sci. 46: 1-4, 2023.
  4. Sodeyama G, Koga T, Mori Y, Inadama R, Mori K, Ogura C, Kinomura A, Funayama S, Moriyama S, Okumura S, Furukawa F. Detection of markers for proliferation, stem cell, and EMT in the gills of Pacific abalone Haliotis discus hannai. Fish. Sci. 89: 605-612, 2023. doi:10.1007/s12562-023-01701-w.
  5. Tseng YC, Yan JJ, Furukawa F, Chen RD, Lee JR, Tsou YL, Liu TY, Tang YH, Hwang PP. Teleostean fishes may have evolved an efficient Na+ uptake for adaptation to the freshwater system. Front. Physiol. 13:947958, 2022. doi:10.3389/fphys.2022.947958.
  6. Wang MC, Furukawa F, Wang CW, Peng HW, Lin CC, Tseng YC.Multigenerational inspections of environmental thermal perturbations promote metabolic trade-offs in developmental stages of tropical fish. Environ. Pollut. 308: 119605, 2022.
  7. Furukawa F, Doshimo Y, Sodeyama G, Adachi K, et al. Hemocyte migration and expression of four Sox genes during wound healing in Pacific abalone, Haliotis discus hannai. Fish Shellfish Immunol. 117: 24-35, 2021.
  8. Wang MC, Hsu MT, Lin CC, Hsu SC, Chen RD,Lee JR, Chou YL, Tseng HP, Furukawa F, Hwang SPL, Hwang PP, Tseng YC. Adaptive metabolic responses in a thermostabilized environment: Transgenerational trade-off implications from tropical tilapia. Sci. Total Environ. 150672, 2021.
  9. Tseng YC, Yan JJ, Furukawa F, Hwang PP. Did acidic stress resistance in vertebrates evolve as Na+/H+ exchanger-mediated ammonia excretion in fish? BioEssays 42, 2020.https://doi.org/10.1002/bies.201900161.
  10. Koyama M, Furukawa F, Koga Y, Funayama S, Furukawa S, Baba O, Lin CC, Hwang PP, Moriyama S, Okumura S. Gluconeogenesis and glycogen metabolism during development of Pacific abalone,Haliotis discus hannai. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 318: R619-R633, 2020.
  11. Furukawa F, Irachi S, Koyama M, Baba O, Akimoto H, Okumura S, Kagawa H, Uchida K. Changes in glycogen concentration and gene expression levels of glycogen-metabolizing enzymes in muscle and liver of developing masu salmon. Comp. Biochem. Physiol. A 225: 74-82, 2018.
  12. Furukawa F, Tseng YC, Liu ST, Chou YL, Lin CC, Sung PH, Uchida K, Lin LY, Hwang PP. Induction of phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK) during acute acidosis and its role in acid secretion by V-ATPase-expressing ionocytes. Int. J. Biol. Sci., 11: 712-725, 2015.
  13. Furukawa F, Watanabe S, Kaneko T. Excretion of cesium and rubidium via the branchial potassium-transporting pathway in Mozambique tilapia. Fish. Sci., 78: 597-602, 2012.
  14. Furukawa F, Watanabe S, Kimura S, Kaneko T. Potassium excretion through ROMK potassium channel expressed in gill mitochondrion-rich cells of Mozambique tilapia. Am. J. Physiol. Regul. Int. Comp. Physiol., 302: R568-R576, 2012.