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研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

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主たる研究テーマ 【 表示 ／ 非表示 】

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• サンゴの蛍光の生理的機能

• サンゴの同調産卵メカニズム

• サンゴの高温環境適応メカニズム

• サンゴの白化メカニズム

• サンゴと藻類の共生メカニズム

論文 【 表示 ／ 非表示 】

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• Environmental pH signals the release of monosaccharides from cell wall in coral symbiotic alga

  Yuu Ishii, Hironori Ishii, Takeshi Kuroha, Ryusuke Yokoyama, Ryusaku Deguchi, Kazuhiko Nishitani, Jun Minagawa,Masakado Kawata, Shunichi Takahashi, Shinichiro Maruyama

  eLife   12   e80628   2023年08月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

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• Moonrise timing is key for synchronized spawning in coral Dipsastraea speciosa

  Lin Che-Hung, Takahashi Shunichi, Mulla Aziz J., Nozawa Yoko

  PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA ( NATL ACAD SCIENCES )  118 ( 34 )   2021年08月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

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  Synchronized mass coral spawning typically occurs several days after a full moon once a year. It is expected that spawning day is determined by corals sensing environmental change regulated by the lunar cycle (i.e., tide or moonlight); however, the exact regulatory mechanism remains unknown. Here, we demonstrate how moonlight influences the spawning process of coral, Dipsastraea speciosa. When corals in the field were shaded 1 and 3 d before the full moon or 1 d after the full moon, spawning always occurred 5 d after shading commenced. These results suggest moonlight suppresses spawning: a hypothesis supported by laboratory experiments in which we monitored the effects of experimental moonlight (night-light) on spawning day. Different night-light treatments in the laboratory showed that the presence of a dark period between day-light and night-light conditions eliminates the suppressive effect of night-light on spawning. In nature, moonrise gets progressively later during the course of the lunar cycle, shifting to after sunset following the day of the full moon. Our results indicate that this period of darkness between sunset and moonrise triggers synchronized mass spawning of D. speciosa in nature.

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• Photo-movement of coral larvae influences vertical positioning in the ocean

  Mulla Aziz J., Lin Che-Hung, Takahashi Shunichi, Nozawa Yoko

  CORAL REEFS ( SPRINGER )  40 ( 4 ) 1297 - 1306   2021年08月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

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  Behaviour can have profound consequences for the dispersal potential of an organism. In the marine environment, larvae rely heavily on oceanic currents to migrate from one area to another. As oceanic currents are faster in the shallows, the vertical positioning of larvae during dispersal is a key factor regulating the distance individuals can travel. Up until now, the vertical positioning of coral larvae has been largely explained by buoyancy, as well as changes in physical and chemical cues. However, here we show that in larvae of coral Pocillopora verrucosa, vertical positioning is influenced by photo-movement. We examined the reaction to light of five coral species in the laboratory and found that only larvae of P. verrucosa, but not other species, displayed a positive photo-response (i.e. an accumulation of larvae close to the light source). This reaction was observed irrespective to the orientation of light from the top, bottom or side. In the field, P. verrucosa larvae accumulated in the top halves of transparent chambers at all depths (1, 7, 15 m), whereas such behaviour failed to occur in dark chambers. Our results demonstrate that light can play an important role for coral larvae to regulate vertical positioning during dispersal and provides a hypothesis that positive photo-movement might allow larvae to disperse further and contribute to the wide geographical distribution of P. verrucosa in the Indo-Pacific.

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• Chloroplast acquisition without the gene transfer in kleptoplastic sea slugs, Plakobranchus ocellatus

  Maeda T, Takahashi S, Yoshida T, Shimamura S, Takaki Y, Nagai Y, Toyoda A, Suzuki Y, Arimoto A, Ishii H, Satoh N, Nishiyama T, Hasebe M, Maruyama T, Minagawa J, Obokata J, Shigenobu S

  eLife ( ELIFE SCIENCES PUBLICATIONS LTD )  10   10:e60176   2021年04月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

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  Some sea slugs sequester chloroplasts from algal food in their intestinal cells and photosynthesize for months. This phenomenon, kleptoplasty, poses a question of how the chloroplast retains its activity without the algal nucleus. There have been debates on the horizontal transfer of algal genes to the animal nucleus. To settle the arguments, this study reported the genome of a kleptoplastic sea slug, Plakobranchus ocellatus, and found no evidence of photosynthetic genes encoded on the nucleus. Nevertheless, it was confirmed that light illumination prolongs the life of mollusk under starvation. These data presented a paradigm that a complex adaptive trait, as typified by photosynthesis, can be transferred between eukaryotic kingdoms by a unique organelle transmission without nuclear gene transfer. Our phylogenomic analysis showed that genes for proteolysis and immunity undergo gene expansion and are up-regulated in chloroplast-enriched tissue, suggesting that these molluskan genes are involved in the phenotype acquisition without horizontal gene transfer.

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• Loss of symbiont infectivity following thermal stress can be a factor limiting recovery from bleaching in cnidarians

  Kishimoto Mariko, Baird Andrew H., Maruyama Shinichiro, Minagawa Jun, Takahashi Shunichi

  ISME JOURNAL ( SPRINGERNATURE )  14 ( 12 ) 3149 - 3152   2020年12月 [ 査読有り ]

  掲載種別: 研究論文（学術雑誌）

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  Increases in seawater temperature can cause coral bleaching through loss of symbiotic algae (dinoflagellates of the family Symbiodiniaceae). Corals can recover from bleaching by recruiting algae into host cells from the residual symbiont population or from the external environment. However, the high coral mortality that often follows mass-bleaching events suggests that recovery is often limited in the wild. Here, we examine the effect of pre-exposure to heat stress on the capacity of symbiotic algae to infect cnidarian hosts using the Aiptasia (sea-anemone)-Symbiodiniaceae model system. We found that the symbiont strainBreviolumsp. CS-164 (ITS2 type B1), both free-living and in symbiosis, loses the capacity to infect the host following exposure to heat stress. This loss of infectivity is reversible, however, a longer exposure to heat stress increases the time taken for reversal. Under the same experimental conditions, the loss of infectivity was not observed in another strainBreviolum psygmophilumCCMP2459 (ITS2 type B2). Our results suggest that recovery from bleaching can be limited by the loss of symbiont infectivity following exposure to heat stress.

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MISC（その他業績・査読無し論文等） 【 表示 ／ 非表示 】

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• 刺胞動物と褐虫藻のサイズ依存的な共生関係

  高橋 俊一

  生物科学   69 ( 4 ) 209 - 213   2018年  [査読有り]

   

• 共生：サンゴと褐虫藻の共生関係の成立から破綻まで

  高橋 俊一

  生物科学 ( 日本生物科学者協会 ; 1949- )  68 ( 1 ) 24 - 29   2016年  [査読有り]

   

• 光合成をする生き物の多様な世界

  高橋 俊一

  milsil   7 ( 6 ) 10 - 12   2014年  [査読有り]

   

• 過剰な光エネルギーで起こる光阻害とその防御について

  高橋 俊一

  光合成研究会会報 ( 日本光合成学会 )  23 ( 2 ) 57 - 63   2013年  [査読有り]

   

• なぜ炭酸固定活性の低下により光阻害がおこるのか？

  高橋 俊一

  光合成研究会会報   46   9 - 13   2006年  [査読有り]

   

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研究発表等の成果普及活動 【 表示 ／ 非表示 】

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• 地球温暖化とサンゴの未来

  高橋俊一

  第4回琉大SDGs研究シンポジウム  2024年03月  -  2024年03月   

• サンゴの緑色蛍光による共生藻の誘引

  高橋俊一

  日本動物学会第94回山形大会のシンポジウム  2023年09月  -  2023年09月   

• 地球温暖とサンゴの白化

  高橋俊一

  みなと科学館・気象庁・自然科学研究機構の連携講座  2022年12月  -  2022年12月   

• サンゴと藻類の共生：環境に適した共生パートナーの獲得と環境適応

  高橋俊一

  ERATO共生進化機構先端セミナー  2022年07月  -  2022年07月   

• サンゴに共生する藻類の光と影

  高橋俊一

  第７５回日本酸化ストレス学会学術集会シンポジウム「藻類由来機能性物質」  2022年05月  -  2022年05月   

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特許等知的財産 【 表示 ／ 非表示 】

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• 測定装置

  特願 特願2019-026320  (2019年02月18日)

  高橋 俊一（他５人）

科研費獲得情報 【 表示 ／ 非表示 】

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• 環境適合型サンゴの養殖・移植技術の確立

  挑戦的研究(開拓)

  課題番号: 24K21334

  研究期間: 2024年06月  -  2029年03月 

  代表者: 高橋俊一  研究分担者: 井口亮

  直接経費: 19,900,000（円）  間接経費: 5,970,000（円）  金額合計: 25,870,000（円）

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  地球温暖化により、サンゴ礁生態系の貧弱化が進んでおり、過去30年でサンゴ被度は世界で20％も減少している。過去20年以上、サンゴ礁保全対策の一つとして、サンゴの養殖・移植事業が期待され、国内外で積極的に推進されてきた。しかし、移植されたサンゴの死亡率が高く、保全対策としての有効性が疑問視されている。死亡率が高い理由は、移植後の環境にサンゴが適応できなかったためで、今後は移植サンゴの生存率の向上が求められている。そこで本研究課題では、「サンゴの環境適応機構」に関する研究の知見を活用し、「環境適合型サンゴの養殖・移植技術の確立」を目的とする。

• サンゴ骨格を用いた蓄積型栄養塩評価の新展開

  基盤研究(B)

  課題番号: 24K03136

  研究期間: 2024年04月  -  2028年03月 

  代表者: 鈴木 淳  研究分担者: 井口 亮、安元 剛 、高橋 俊一

  直接経費: 16,770,000（円）  間接経費: 12,900,000（円）  金額合計: 3,870,000（円）

  　概要を見る

  陸域負荷がサンゴの生育に及ぼす影響の実態解明に向けて、これまで蓄積してきたサンゴ飼育実験技術及びサンゴ骨格分析技術を活用して、サンゴ群体の骨格試料を用いたリン酸塩負荷の評価手法、すなわち骨格に蓄積しているリン酸塩(蓄積型栄養塩)と骨格密度の測定方法を新たに開発する。

• サンゴ礁及び周辺生態系由来の環境酵素によるフェーズシフト抑制効果の検証

  基盤研究(A)

  課題番号: 24H00784

  研究期間: 2024年04月  -  2028年03月 

  代表者: 井口亮  研究分担者: 田邊 俊朗、高橋 俊一 、水山 克

  直接経費: 36,800,000（円）  間接経費: 11,040,000（円）  金額合計: 47,840,000（円）

  　概要を見る

  サンゴ礁生態系衰退に伴い、サンゴ優占から藻類優占へのフェーズシフトが急速に進んで いる。本研究では、サンゴ及び周辺生態系由来の環境酵素が、サンゴの加入・着底に悪影響 を及ぼす藻類や病原菌を除去して、サンゴ優占群集の維持に寄与している可能性を検証する。

• サンゴの高温適応を考慮した新たな将来予測の実現

  基盤研究(A)

  課題番号: 23H00535

  研究期間: 2023年04月  -  2027年03月 

  代表者: 高橋俊一  研究分担者: 井口亮、熊谷直喜、野澤洋耕

  直接経費: 36,200,000（円）  間接経費: 10,860,000（円）  金額合計: 47,060,000（円）

• コラリコリッドはサンゴの高温耐性を高めるか？ 研究課題

  基盤研究(C)

  課題番号: 23K05372

  研究期間: 2023年04月  -  2027年03月 

  代表者: 酒井一彦  研究分担者: 高橋俊一、井口亮、水山克

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その他研究費獲得情報 【 表示 ／ 非表示 】

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• 褐虫藻の光阻害によるサンゴ白化機構の解明

  研究費種類: 財団・社団法人等の民間助成金  参画方法: 研究分担者

  研究種別: 研究助成  事業名: 公益財団法人発酵研究所研究室助成

  研究期間: 2023年04月  -  2027年03月 

  代表者: 河合寿子  資金配分機関: 公益財団法人発酵研究所

  直接経費: 20,000,000（円）  金額合計: 20,000,000（円）

• 気孔開度制御による植物の光合成活性と生産量の促進

  研究費種類: 公的研究費（省庁・独法・大学等）  参画方法: 研究分担者

  研究種別: 受託研究  事業名: 先端的低炭素化技術開発（ALCA)

  研究期間: 2016年  -  2020年 

  代表者: 木下俊則  資金配分機関: 科学技術振興機構

• Avoiding coral bleaching: investigation into the repair of damaged photosynthetic machinery in symbiotic algae (Symbiodinium) within corals

  研究費種類: 公的研究費（省庁・独法・大学等）  参画方法: 研究代表者

  研究種別: 研究助成  事業名: Discovery Project

  研究期間: 2012年  -  2014年 

  代表者: 高橋 俊一  連携研究者: 高橋 俊一  資金配分機関: Australian Research Council

  金額合計: 30,000,000（円）

• エンドサイトーシスの許容取込サイズの向上による共生能力獲得機構の解明

  研究費種類: 財団・社団法人等の民間助成金  参画方法: 研究代表者

  研究種別: 研究助成  事業名: 大隅基礎科学創成財団研究助成 基礎科学（一般）

  研究期間: 2011年01月  -  2023年10月 

  資金配分機関: 大隅基礎科学創成財団

• Understanding of thermal acclimation mechanisms in symbiotic algae (Symbiodinium) within cnidarian corals

  研究費種類: 公的研究費（省庁・独法・大学等）  参画方法: 研究代表者

  研究種別: 研究助成  事業名: Australian Research Fellowship

  研究期間: 2011年01月  -  2015年12月 

  代表者: 高橋 俊一  連携研究者: 高橋 俊一  資金配分機関: Australian Research Council

  金額合計: 60,000,000（円）

SDGs 【 表示 ／ 非表示 】

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学外の社会活動（高大・地域連携等） 【 表示 ／ 非表示 】

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• 本部高校チャレンジ塾

  本部高校 

  2024年03月

  　

  　

  

• ジョブシャドウイング

  本部町教育委員会 

  2024年01月

  　

  　

  

• SSH（スーパーサイエンスハイスクール）事業

  三重県立四日市高等学校 

  2023年10月

  　

  　

  

• ネクスト・パラダイム公開セミナー

  国立大学法人豊橋技術科学大学 

  2023年09月

  　

  　

  

• サンゴ研修

  玉川学園 

  2023年07月

  　

  　

  

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