Faculty Profiles - 大野　良和

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大野　良和

Organization

Faculty of Environmental, Life, Natural Science and Technology Special-Appointment Associate Professor

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Degree

博士（理学） ( 琉球大学 )

Research Interests

環境生理学
形態形成
バイオイメージング
バイオミネラリゼーション

Papers

Coral Decline Linked to Exchangeable Phosphate in Seawater from Coastal Calcareous Sediments, as Evidenced in Sekisei Lagoon, Japan Reviewed

Jun Yasumoto, Mariko Iijima, Akira Iguchi, Takashi Nakamura, Ryogo Takada, Mina Yasumoto-Hirose, Yuichi Iwasaki, Tetsuo Yasutaka, Kanami Mori-Yasumoto, Ryuichi Shinjo, Ryota Ide, Alice Yamazaki, Nanami Mizusawa, Yoshikazu Ohno, Atsushi Suzuki, Shugo Watabe, Ko Yasumoto

Marine Biotechnology 27 ( 2 ) 2025.3

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Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：Springer Science and Business Media LLC

DOI： 10.1007/s10126-025-10412-5

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Other Link： https://link.springer.com/article/10.1007/s10126-025-10412-5/fulltext.html
Bioinformatic approach to explain how Mg from seawater may be incorporated into coral skeletons Reviewed

Tomoko Bell, Akira Iguchi, Yoshikazu Ohno, Kazuhiko Sakai, Yusuke Yokoyama

Royal Society Open Science 12 ( 1 ) 2025.1

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Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：The Royal Society

Corals have been used as geochemical proxies since the 1970s, playing a prominent role in paleoceanography. However, it has not been well elucidated how aqueous ions sourced from seawater are transported and precipitated in coral skeletons. There are limited foundational methods to differentiate and quantify biogenic and abiogenic effects during skeletal formation. Especially, Mg in coral skeletons show individual variations suggesting large biogenic effects. Here, we evaluated biological complexity by investigating how coral genes evolved over geologic time scales. We focused on Mg transporter and analysed five species from genus Acropora and three species from genus Porites . Mg transporter of Acropora digitifera , Acropora hyacinthus , Acropora millepora and Porites australiensis showed higher similarity to Mg transporter of vertebrates and were reported to appear on Earth during the Pleistocene. On the other hand, Acropora palmata , Acropora tenui s and Porites astreoides showed lower or no similarity to vertebrates, and they were reported to appear on Earth before the Pleistocene. We suggest such evolutional records can be evidence to demonstrate biological complexity of Mg transport from seawater. This might explain that Mg transport is subject to evolution and why Mg incorporated in coral skeletons tends to show strong biogenic effects compared with other elements.

DOI： 10.1098/rsos.232011

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Other Link： https://royalsocietypublishing.org/doi/full-xml/10.1098/rsos.232011
The Role of Polyamines in pH Regulation in the Extracellular Calcifying Medium of Scleractinian Coral Spats. Reviewed International journal

Azusa Kubota, Yoshikazu Ohno, Jun Yasumoto, Mariko Iijima, Michio Suzuki, Akira Iguchi, Kanami Mori-Yasumoto, Mina Yasumoto-Hirose, Tsuyoshi Sakata, Takaaki Suehiro, Kaho Nakamae, Nanami Mizusawa, Mitsuru Jimbo, Shugo Watabe, Ko Yasumoto

Environmental science & technology 2024.12

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Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

This study aims to elucidate a novel mechanism for elevating the pH within the calicoblastic extracellular calcifying medium (pHECM) of corals and demonstrate the potential contribution of calcifying organisms to CO2 sequestration. Departing from traditional models that attribute the increase in pHECM primarily to H+ expulsion via Ca2+-ATPase, we emphasize the significant role of polyamines. These ubiquitous biogenic amines conveyed by calicoblastic cells through polyamine transporters demonstrate a remarkable affinity for CO2. Their ability to form stable carbamate complexes is pivotal in facilitating carbonate ion transport, which is crucial for pH regulation and skeletal structure formation. In this study, a polyamine transporter inhibitor and a polyamine biosynthesis inhibitor in conjunction with the pH-sensitive probe 8-hydroxypyrene-1,3,6-trisulfonic acid (HPTS) were employed to monitor pH variations. Furthermore, FM1-43FX dye was utilized to delineate the extracellular calcifying medium (ECM), whereas calcein was applied to visualize paracellular gaps and ECM. These methodologies provide profound insights into the intricate structural and functional dynamics of coral spats calcification. Findings suggest a potential reconsideration of established models of marine calcification and highlight the necessity to reassess the role of marine calcifying organisms in the carbon cycle, particularly their influence on CO2 fluxes.

DOI： 10.1021/acs.est.4c10097

PubMed

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Polyamine impact on physiology of early stages of reef-building corals–insights from rearing experiments and RNA-Seq analysis Reviewed

Kodai Gibu, Nanami Mizusawa, Mariko Iijima, Yoshikazu Ohno, Jun Yasumoto, Ko Yasumoto, Akira Iguchi

Scientific Reports 14 ( 1 ) 2024.10

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Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：Springer Science and Business Media LLC

Abstract

Polyamines are involved in various functions related to the cellular-level responses. To assess effects of polyamines on marine organisms, rearing experiments and comprehensive gene expression analyses were conducted on Acropora digitifera and Acropora sp.1, representative reef-building corals along the west-central coast of Okinawa, Japan, to evaluate effects of putrescine. Concentrations of putrescine ≥ 1 mM dissolved tissues of juvenile polyps and increased mortality of planula larvae. RNA-Seq analysis of juvenile polyps exposed to putrescine at the stage before effects became visible revealed dynamic fluctuations in gene expression in the putrescine-treated samples, with increased expression of stress-responsive genes (e.g. NAD-dependent protein deacylase sirtuin-6) and the polyamine transporter Slc18b1-like protein. These results also suggest that putrescine affects expression of genes related to ribosomes and translation. This study provides important insights into roles of polyamines and future directions regarding physiological responses of corals.

DOI： 10.1038/s41598-024-72943-6

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Other Link： https://www.nature.com/articles/s41598-024-72943-6
Live imaging of center of calcification formation during septum development in primary polyps of Acropora digitifera Reviewed

Yoshikazu Ohno, Anan Takahashi, Motosuke Tsutsumi, Azusa Kubota, Akira Iguchi, Mariko Iijima, Nanami Mizusawa, Takashi Nakamura, Atsushi Suzuki, Michio Suzuki, Jun Yasumoto, Shugo Watabe, Kazuhiko Sakai, Tomomi Nemoto, Ko Yasumoto

Frontiers in Marine Science 11 2024.8

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Authorship：Lead author,　Corresponding author Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：Frontiers Media SA

Recent studies have revealed that stony corals create their extracellular skeletons via biologically controlled calcification, in which amorphous calcium carbonate (ACC), regarded as precursors of aragonite crystals, have been observed at nanoscale using electron microscopy. However, the exact mechanism by which ACC is generated, and how it contributes to skeletal growth in coral calcifying tissue, remains enigmatic. The septal skeleton of an individual polyp is composed of radially aligned plates extending upward from the aboral calcifying tissue. This structure includes microstructure known as the centers of calcification (CoC). However, despite its importance, direct in vivo observation of septal growth has not been reported. Observations under transmitted illumination using polarized light microscopy on calcifying tissue of young Acropora digitifera revealed small crystals, a few micrometers in size, that accompany subtle movements and that emerge exclusively on the inner wall of the pocket in extracellular calcifying fluid (ECF). Crystal growth initiated from small, scattered crystals on a glass plate resembles this phenomenon observed in coral skeletons. Time-lapse photographs of 12 individuals in early primary polyp settlement revealed this process in three individuals, documenting 13 of these crystal events. This phenomenon occurred solely at the bases of subsequently formed septa. These crystals differ notably from fusiform crystals and from dumbbell-like or rod-like crystals growing individually. Upright two-photon microscopy captured movement of sub-micron-sized fluorescent calcein-accumulating particles, emphasizing their presence on the surface of the growing fronts of septa. Methodological advances that facilitate comprehensive in vivo observation of sub-micron-sized structures, calcein-accumulating particles to the skeleton, are needed to develop a more detailed understanding of coral skeletal growth.

DOI： 10.3389/fmars.2024.1406446

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Single-polyp metabolomics for coral health assessment Reviewed

Akira Iguchi, Mariko Iijima, Nanami Mizusawa, Yoshikazu Ohno, Ko Yasumoto, Atsushi Suzuki, Shunichi Suga, Ken Tanaka, Kei Zaitsu

Scientific Reports 14 ( 1 ) 2024.3

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Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：Springer Science and Business Media LLC

Abstract

Coral reef ecosystems supported by environmentally sensitive reef-building corals face serious threats from human activities. Our understanding of these reef threats is hampered by the lack of sufficiently sensitive coral environmental impact assessment systems. In this study, we established a platform for metabolomic analysis at the single-coral-polyp level using state-of-the-art mass spectrometry (probe electrospray ionization/tandem mass spectrometry; PESI/MS/MS) capable of fine-scale analysis. We analyzed the impact of the organic UV filter, benzophenone (BP), which has a negative impact on corals. We also analyzed ammonium and nitrate samples, which affect the environmental sensitivity of coral-zooxanthella (Symbiodiniaceae) holobionts, to provide new insights into coral biology with a focus on metabolites. The method established in this study breaks new ground by combining PESI/MS/MS with a technique for coral polyps that can control the presence or absence of zooxanthellae in corals, enabling functions of zooxanthellae to be assessed on a polyp-by-polyp basis for the first time. This system will clarify biological mechanisms of corals and will become an important model system for environmental impact assessment using marine organisms.

DOI： 10.1038/s41598-024-53294-8

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Other Link： https://www.nature.com/articles/s41598-024-53294-8
Coral-mimetic production of aragonite films from CO₂ captured by biogenic polyamines Reviewed

Kohei Takashina, Hiroto Watanabe, Yuya Oaki, Yoshikazu Ohno, Ko Yasumoto, Hiroaki Imai

CrystEngComm 26 ( 15 ) 2065 - 2071 2024

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Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：Royal Society of Chemistry (RSC)

We designed CaCO₃ films comprised of aragonite nanorods by mimicking the microstructure and the formation process of the calcareous skeleton of a stony coral in the sea.

DOI： 10.1039/d4ce00126e

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Coastal ecological impacts from pumice rafts Reviewed

Yoshikazu Ohno, Akira Iguchi, Mariko Ijima, Ko Yasumoto, Atsushi Suzuki

Scientific Reports 12 ( 1 ) 2022.7

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Authorship：Lead author Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：Springer Science and Business Media LLC

Abstract

An explosive volcanic eruption occurred in the Ogasawara Islands on 13–15 August 2021, bringing unprecedented amounts of floating pumice to the coast of Okinawa Island in the Ryukyu Archipelago, 1300 km west of the volcano, approximately 2 months later. The coast of Okinawa Island, especially along the northern part, is home to many typical subtropical seascapes, including coral reefs and mangrove forests, so the possible impact of the large amount of pumice is attracting attention. Here, we report early evidence of ecosystem changes as a result of large-scale pumice stranding on coastal beaches, in estuaries and mangrove forests and passage across fringing coral reefs. Massive pumice drifts are major obstacles to fishing activities and ship traffic, but short and long-term changes in coastal ecosystems can also occur. The phenomena observed on Okinawa Island can be a preview of coastal impacts for the Kyushu, Shikoku, Honshu Islands, where pumice has subsequently washed ashore.

DOI： 10.1038/s41598-022-14614-y

J-GLOBAL

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Other Link： https://www.nature.com/articles/s41598-022-14614-y
Effect of seawater turbulence on formation of coral primary polyp skeletons Reviewed

Shinya Iwasaki, Atsushi Suzuki, Akira Iguchi, Osamu Sasaki, Harumasa Kano, Yoshikazu Ohno, Koichiro Enomoto

Coral Reefs 37 ( 3 ) 939 - 944 2018.9

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Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：Springer Science and Business Media LLC

DOI： 10.1007/s00338-018-1719-5

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Other Link： http://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s00338-018-1719-5.pdf
Calibration between temperature and Mg/Ca and oxygen isotope ratios in high-magnesium calcite tests of asexually reproduced juveniles of large benthic foraminifers Reviewed

Ayumi Maeda, Kazuhiko Fujita, Keiji Horikawa, Atsushi Suzuki, Yoshikazu Ohno, Hodaka Kawahata

Marine Micropaleontology 143 63 - 69 2018.9

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Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：Elsevier {BV}

DOI： 10.1016/j.marmicro.2018.07.004

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海洋酸性化がサンゴなどの石灰化生物に与える影響評価実験 Reviewed

鈴木淳, 井口亮, 酒井一彦, 中村崇, 藤田和彦, 田中泰章, 入江貴博, 加藤亜記, 大野良和, 林正裕, 山本雄三, 磯野良介, 諏訪僚太, 井上麻夕里, 野尻幸宏

月刊海洋 50 ( 6 ) 237 - 246 2018.6

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J-GLOBAL

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Temperature-controlled culture experiments with primary polyps of coral Acropora digitifera: Calcification rate variations and skeletal Sr/Ca, Mg/Ca, and Na/Ca ratios Reviewed

Tomoko Bell, Kozue Nishida, Kei Ishikawa, Atsushi Suzuki, Takashi Nakamura, Kazuhiko Sakai, Yoshikazu Ohno, Akira Iguchi, Yusuke Yokoyama

PALAEOGEOGRAPHY PALAEOCLIMATOLOGY PALAEOECOLOGY 484 129 - 135 2017.10

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Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1016/j.palaeo.2017.03.016

Web of Science

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Other Link： http://orcid.org/0000-0002-6179-0363
Calcification process dynamics in coral primary polyps as observed using a calcein incubation method. Reviewed International journal

Yoshikazu Ohno, Akira Iguchi, Chuya Shinzato, Mikako Gushi, Mayuri Inoue, Atsushi Suzuki, Kazuhiko Sakai, Takashi Nakamura

Biochemistry and biophysics reports 9 289 - 294 2017.3

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Authorship：Lead author,　Corresponding author Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1016/j.bbrep.2017.01.006

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Other Link： http://orcid.org/0000-0002-6179-0363
An aposymbiotic primary coral polyp counteracts acidification by active pH regulation. Reviewed International journal

Yoshikazu Ohno, Akira Iguchi, Chuya Shinzato, Mayuri Inoue, Atsushi Suzuki, Kazuhiko Sakai, Takashi Nakamura

Scientific reports 7 40324 - 40324 2017.1

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Authorship：Lead author,　Corresponding author Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1038/srep40324

Web of Science

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Other Link： http://orcid.org/0000-0002-6179-0363
Butterfly eyespot organiser: in vivo imaging of the prospective focal cells in pupal wing tissues. Reviewed International journal

Mayo Iwasaki, Yoshikazu Ohno, Joji M Otaki

Scientific reports 7 40705 - 40705 2017.1

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Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1038/srep40705

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Non-bleached colonies of massive Porites may attract fishes for selective grazing during mass bleaching events. Reviewed International journal

Eri Ikeuchi, Yoshikazu Ohno, Akira Iguchi, Takashi Nakamura

PeerJ 5 ( 6 ) e3470 2017

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Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal) Publisher：PeerJ Inc.

DOI： 10.7717/peerj.3470

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Distal-less induces elemental color patterns in Junonia butterfly wings. Reviewed International journal

Bidur Dhungel, Yoshikazu Ohno, Rie Matayoshi, Mayo Iwasaki, Wataru Taira, Kiran Adhikari, Raj Gurung, Joji M Otaki

Zoological letters 2 4 - 4 2016

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Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

BACKGROUND: The border ocellus, or eyespot, is a conspicuous color pattern element in butterfly wings. For two decades, it has been hypothesized that transcription factors such as Distal-less (Dll) are responsible for eyespot pattern development in butterfly wings, based on their expression in the prospective eyespots. In particular, it has been suggested that Dll is a determinant for eyespot size. However, functional evidence for this hypothesis has remained incomplete, due to technical difficulties. RESULTS: Here, we show that ectopically expressed Dll induces ectopic elemental color patterns in the adult wings of the blue pansy butterfly, Junonia orithya (Lepidoptera, Nymphalidae). Using baculovirus-mediated gene transfer, we misexpressed Dll protein fused with green fluorescent protein (GFP) in pupal wings, resulting in ectopic color patterns, but not the formation of intact eyespots. Induced changes included clusters of black and orange scales (a basic feature of eyespot patterns), black and gray scales, and inhibition of cover scale development. In contrast, ectopic expression of GFP alone did not induce any color pattern changes using the same baculovirus-mediated gene transfer system. CONCLUSIONS: These results suggest that Dll plays an instructive role in the development of color pattern elements in butterfly wings, although Dll alone may not be sufficient to induce a complete eyespot. This study thus experimentally supports the hypothesis of Dll function in eyespot development.

DOI： 10.1186/s40851-016-0040-9

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Other Link： http://orcid.org/0000-0002-6179-0363
Cytological Observations of the Large Symbiotic Foraminifer Amphisorus kudakajimensis Using Calcein Acetoxymethyl Ester. Reviewed International journal

Yoshikazu Ohno, Kazuhiko Fujita, Takashi Toyofuku, Takashi Nakamaura

PloS one 11 ( 11 ) e0165844 2016

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Authorship：Lead author,　Corresponding author Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1371/journal.pone.0165844

Web of Science

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Live Imaging of Mitochondrial Morphology during Vegetative Cell Cycle in Chlamydomonas reinhardtii Reviewed

Hiroaki Aoyama, Yosikazu Ono, Tsuneyoshi Kuroiwa, Soichi Nakamura

CYTOLOGIA 80 ( 3 ) 260 - 260 2015.9

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Language：English

DOI： 10.1508/cytologia.80.259

Web of Science

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Spontaneous long-range calcium waves in developing butterfly wings. Reviewed International journal

Yoshikazu Ohno, Joji M Otaki

BMC developmental biology 15 ( 1 ) 17 - 17 2015.3

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Authorship：Lead author Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1186/s12861-015-0067-8

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Other Link： http://orcid.org/0000-0002-6179-0363
Live Cell Imaging of Butterfly Pupal and Larval Wings In Vivo. Reviewed International journal

Yoshikazu Ohno, Joji M Otaki

PloS one 10 ( 6 ) e0128332 2015

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Authorship：Lead author Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1371/journal.pone.0128332

Web of Science

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Real-time in vivo imaging of butterfly wing development: revealing the cellular dynamics of the pupal wing tissue. Reviewed International journal

Masaki Iwata, Yoshikazu Ohno, Joji M Otaki

PloS one 9 ( 2 ) e89500 2014

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Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1371/journal.pone.0089500

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Other Link： http://orcid.org/0000-0002-6179-0363
Baculovirus-mediated gene transfer in butterfly wings in vivo: an efficient expression system with an anti-gp64 antibody. Reviewed International journal

Bidur Dhungel, Yoshikazu Ohno, Rie Matayoshi, Joji M Otaki

BMC biotechnology 13 27 - 27 2013.3

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Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1186/1472-6750-13-27

Web of Science

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Other Link： http://orcid.org/0000-0002-6179-0363
Eyespot colour pattern determination by serial induction in fish: Mechanistic convergence with butterfly eyespots. Reviewed International journal

Yoshikazu Ohno, Joji M Otaki

Scientific reports 2 290 - 290 2012

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Authorship：Lead author Language：English Publishing type：Research paper (scientific journal)

DOI： 10.1038/srep00290

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MISC

サンゴの骨格形成過程で生じる結晶微粒子を可視化

大野良和, 高橋有南, 堤元佐, 窪田梓, 井口亮, 飯島真理子, 水澤奈々美, 中村崇, 鈴木淳, 鈴木道生, 安元純, 渡部終五, 酒井一, 根本知己, 安元剛

GSJ 地質ニュース 14 ( 8 ) 201 - 203 2025.8

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File： gsj_cn_vol14.no8_p201-203.pdf

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たった一つのサンゴポリプで代謝物解析が可能に : サンゴを調べる新たな評価手法の確立に成功—Metabolite analysis is now possible with just coral single-polyp : a new assessment method for studying corals has been successfully established

井口亮, 飯島真理子, 水澤奈々美, 大野良和, 安元剛, 鈴木淳, 菅駿一, 田中健, 財津桂

GSJ地質ニュース = GSJ chishitsu news 13 ( 8 ) 199 - 202 2024.8

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Language：Japanese Publisher：つくば : 産業技術総合研究所地質調査総合センター

File： gsj_cn_vol13.no8_p199-202.pdf

CiNii Books

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Other Link： https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I033794445
大量の軽石漂着が沿岸生物に与える影響 ―軽石漂着が始まった直後の記録―

大野良和, 井口亮, 飯島真理子, 安元剛, 鈴木淳

GSJ地質ニュース = GSJ chishitsu news 12 ( 6 ) 161 - 165 2023.6

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File： gsj_cn_vol12.no6_p161-165.pdf

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Presentations

PESI/MS/MSによるメタボローム解析を用いた日焼け止め暴露がサンゴポリプに与える毒性リスクの評価

菅駿一, 田中健, 鈴木留佳, 畑毅, 井口亮, 大野良和, 安元剛, 財津桂

第３回環境化学物質合同大会 2024.7.2

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Event date： 2024.7.5

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サンゴ稚ポリプの隔壁形成部位における粒子の結晶成長

高橋有南・大野良和・水澤奈々美・渡部終五・安元剛井口亮・飯島真理子・鈴木淳・鈴木道生・窪田梓・堤元佐・根元知己・安元純・中村崇・酒井一彦

第24回マリンバイオテクノロジー学会大会 2024.5.25

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Event date： 2024.5.25 - 2024.5.26

Presentation type：Poster presentation

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海洋酸性化がミドリイシ属稚サンゴ骨格の成長・微細構造に与える影響の評価

髙橋克樹, 大野良和, 鈴木淳, 高橋俊一, 井口亮, 石田純, 小野山聖大, 井上麻夕里

第20回バイオミネラリゼーションワークショップ 2025.11.14

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Presentation type：Poster presentation

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生体イメージング技術で迫るサンゴの骨格形成メカニズム Invited

大野良和

第34回日本バイオイメージング学会 2025.9.27

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Presentation type：Oral presentation (invited, special)

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サンゴ骨格からの非晶質炭酸カルシウムの検出

髙橋侑聖, 大野良和, 鈴木淳, 大河内拓雄, 菅大暉, 白石史人, 高橋克樹, 釘本順生, 炭田侑士, 井村翔, 井上麻夕里

日本地球惑星科学連合 2025.5.30

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Language：Japanese Presentation type：Poster presentation

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海洋アルカリ化環境における炭酸系の変化に関する研究

釘本順生, 鈴木淳, 大野良和, 井上麻夕里

日本地球惑星科学連合 2025.5.30

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Language：Japanese Presentation type：Poster presentation

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サンゴ造骨組織の細胞内酸性小胞について

大野良和

バイオミネラリゼーションワークショップ 2024.11.7

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サンゴの石灰化過程における生理メカニズムについて

大野良和

バイオミネラリゼーション研究会（バイオミネラルゼミ） 2024.9.30

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石西礁湖の底質の蓄積リンの年変化とサンゴ密度との関連性

安元剛, 武田結仁, 舘小路紗礼, 井出涼太, 大野良和, 水澤奈々美, 渡部終五, 廣瀬美奈, 新城竜一, 飯島真理子, 井口亮, 産総研, 中村崇, 安元純

令和6年度日本水産学会春季大会 2024.3.28

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Presentation type：Oral presentation (general)

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ポリアミンが造礁サンゴの初期生理に与える影響：飼育実験とRNA-Seq解析からのアプローチ

儀武滉大, 水澤奈々美, 飯島真理子, 大野良和, 安元純, 安元剛, 井口亮

令和6年度日本水産学会春季大会 2024.3.28

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Presentation type：Oral presentation (general)

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サンゴ稚ポリプの隔壁形成に関与する微小結晶の可視化

高橋有南, 大野良和, 窪田梓, 井口亮, 飯島真理子, 水澤奈々美, 中村崇, 鈴木淳, 鈴木道生, 安元純, 渡部終五, 安元剛

令和6年度日本水産学会春季大会 2024.3.28

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Presentation type：Oral presentation (general)

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石西礁湖の底質の蓄積リンの年変化とサンゴ密度との関連性

安元剛, 武田結仁, 舘小路紗礼, 井出涼太, 大野良和, 水澤奈々美, 渡部終五, 廣瀬美奈, 新城竜一, 飯島真理子, 井口亮, 中村崇, 安元純

日本水産学会大会 2024.3.22

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Presentation type：Oral presentation (general)

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サンゴ稚ポリプの隔壁形成に関与する微小結晶の可視化

高橋有南, 大野良和, 窪田梓, 井口亮, 飯島真理子, 水澤奈々美, 中村崇, 鈴木淳, 鈴木道生, 安元純, 渡部終五, 安元剛

2024.3.22

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ミドリイシ属サンゴのポリプに及ぼす銅の影響

水澤奈々美, 大関輝信, 飯島真理子, 大野良和, 儀武滉大, 井口亮, 安元純, 廣瀬美奈, 天野春菜, 神保充, 渡部終五, 安元剛

第23回マリンバイオテクノロジー学会大会 2023.5.28

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Presentation type：Oral presentation (general)

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飼育実験およびRNA-seqによるポリアミンがサンゴへ与える影響

儀武滉大, 水澤奈々美, 飯島真理子, 大野良和, 井口亮, 安元純, 安元剛

第23回マリンバイオテクノロジー学会大会 2023.5.27

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Presentation type：Poster presentation

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バイオミネラリゼーションから学ぶCO2鉱物化法の開発

安元剛, 鈴木道生, 大野良和, 森安賢司, 勝又聡, 井口亮, 安元純, 水澤奈々美, 廣瀬美奈, 渡部終五

第23回マリンバイオテクノロジー学会大会 2023.5.27

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Presentation type：Oral presentation (general)

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Carbonate saturation;state in seawater and its effects on coral polyp skeleton

2023.5.25

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Presentation type：Poster presentation

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バイオミネラリゼーションを模したCO2鉱物化研究

安元剛, 北里, 大野良和, 鈴木道生, 森安賢司, 勝又聡, 出光, 植田直幸, 井口亮, 産総, 安元純, 琉球大, 廣瀬美奈, トロピカルテクノ

第17回バイオミネラリゼーションワークショップ 2022.11

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Calibration between temperature and Mg/Ca and oxygen isotope ratios in high-magnesium calcite precipitated by asexually reproduced juveniles of large benthic foraminifera

2018.5.21

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The potential usefulness of test composition of reef-dwelling large benthic foraminifera as paleotemperature proxies was demonstrated by our previous study which reports that Mg/Ca and oxygen isotope ratios (δ18O) in the high-magnesium calcite tests represent a good correlation with seawater temperature. However, the distinction of temperature correlation with chemical composition in tests between perforate and imperforate species still remains unclear. We cultured asexual reproduced juveniles of four species among large benthic foraminifera at controlled temperatures (21°C–31°C). Neorotalia calcar, Baculogypsina sphaerulata, and Calcarina gaudichaudii were selected as the perforate species, whereas Amphisorus kudakajimensis was chosen as the imperforate species. The results of analyses and measurements suggest linear relations between Mg/Ca and temperature except at 31 °C, regarding A. kudakajimensis also except at 29°C, which is likely attributed to metabolic anomaly of foraminifera under chronic thermal stress. Additionally, A. kudakajimensis (imperforate species) exhibited different Mg/Ca–temperature equation from those of perforate species. The Mg/Ca–temperature and δ18O–temperature equations are yielded using the least square method as follows: Mg/Ca = 2.73 T + 74.71 for three perforate species, which is applicable to temperature range of 21°C–30°C. The temperature relations of δ18O differ across perforate species. We observed that the δ18O values were between the equilibrium of pure calcite and those of high-magnesium calcite. A species-specific calibration is necessary for the temperature relation of δ18O. Between perforate and imperforate species, respective calibrations are needed for Mg/Ca–temperature relationship, although the similar Mg/Ca range is observed in 21°C–30°C.

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コユビミドリイシAcropora digitifera稚ポリプの石灰化母液内の局所的pH上昇と物質輸送経路の解明

窪田梓, 安元剛, 飯島真理子, 天野春菜, 水澤奈々美, 神保充, 渡部終五, 大野良和, 廣瀬美奈, 安元純

日本水産学会大会 (2018) 2018.3

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Presentation type：Oral presentation (general)

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In vivo imaging studies provide new insight into coral physiology. Invited

Asia-Pacific Islands Researcher Network Symposium

2017.3

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Presentation type：Oral presentation (invited, special)

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我々はどこまでサンゴの石灰化過程を可視化できるのか

大野良和

日本サンゴ礁学会第19回大会 (2016) 2016.11

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Presentation type：Oral presentation (general)

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トランスクリプトーム解析による大型有孔虫の殻形成遺伝子の探索

小林立至, 石川彰人, 磯和幸延, 竹内猛, 西辻光希, 大野良和, 藤田和彦, 佐藤矩行, 豊福高志, 遠藤一佳

東京大学大気海洋研究所研究シンポジウム「バイオミネラリゼーションと石灰化」第10回バイオミネラリゼーションワークショップ (2016) 2016.11

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Presentation type：Poster presentation

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生体イメージングによるサンゴ石灰化メカニズムの解明 Invited

大野良和

東京大学大気海洋研究所研究シンポジウム「バイオミネラリゼーションと石灰化」第10回バイオミネラリゼーションワークショップ (2016) 2016.11

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Presentation type：Oral presentation (general)

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Aposymbiotic primary coral polyp counteracts acidification by active pH regulation.

2016.6

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Presentation type：Poster presentation

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pHイメージング法によるサンゴの酸性化応答の可視化

大野良和, 井上麻夕里, 新里宙也, 鈴木淳, 中村崇

マリンバイオテクノロジー学会第18回大会 2016.5

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Presentation type：Poster presentation

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蛍光色素Calceinによるサンゴ初期ポリプの石灰化イメージング

大野良和, 井上麻夕里, 新里宙也, 鈴木淳, 中村崇

日本サンゴ礁学会第18回大会 2015.11

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Presentation type：Poster presentation

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発生過程のチョウの翅における自発的長距離カルシウム波

大瀧丈二, 大野良和

日本動物学会第86回大会 2015.9

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Presentation type：Poster presentation

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大型有孔虫の石灰化ライブ・イメージング

大野良和, 藤田和彦, 豊福高志, 中村崇

マリンバイオテクノロジー学会第17回大会 2015.5

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Morphological observation of cytoplasm with acidic and alkaline vesicles in symbiotic large foraminifer cell by in vivo confocal imaging.

2015.5

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Live confocal imaging of intrashell cytoplasm and calcification process in a symbiotic large benthic foraminifer Amphisorus kudakajimensis.

2015.5

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サンゴ初期ポリプの石灰化メカニズム：ミネラル－タンパク質－細胞プロセスの相互作用

大野良和, 井上麻夕里, 新里宙也, 鈴木敦, 西田梢, 酒井一彦, 中村崇

東京大学大気海洋研究所研究集会「バイオミネラリザーションと石灰化」 2014.12

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バイオミネラリゼーション研究におけるライブ・イメージング手法の確立－大型有孔虫を例として－

大野良和, 中村崇, 藤田和彦, 豊福高志

日本サンゴ礁学会第18回大会 2014.11

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クラミドモナスの分裂サイクルにおけるミトコンドリア核、葉緑体核のDNAの合成時期

中村宗一, 大野良和, 青山洋昭

日本植物学会第78回大会 2014.9

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Presentation type：Oral presentation (general)

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チョウの翅の発生過程のリアルタイム・イメージング

大瀧丈二, 岩田大生, 大野良和

日本動物学会第８５回仙台大会 2014.9

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Live confocal imaging of cytoplasmic structure and calcification processes in a large symbiotic foraminifer Amphisorus kudakajimensis.

2014.5

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Presentation type：Oral presentation (general)

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サンゴ初期ポリプを用いた石灰化メカニズムの解明

大野良和, 井上麻夕里, 井口亮, 西田梢, 鈴木淳, 中村崇

沖縄生物学会第51回大会 2014.5

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Presentation type：Oral presentation (general)

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サンゴ初期ポリプを用いた石灰化イメージングについて」 Invited

東京大学大気海洋研究所研究集会「バイオミネラリザーションと石灰化 2013.10

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コンフォーカル顕微鏡によるクラミドモナスの分裂再開直前のミトコンドリア、及び核様態の形態観察

中村宗一, 大野良和, 青山洋昭

日本植物学会第77回大会 2013.9

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Presentation type：Oral presentation (general)

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Biocalcification studies of algal symbiont-bearing reef foraminifers using fluorescence probes

藤田和彦・由地蛍・大野良和・豊福高志

日本地球惑星科学連合大会2013年大会 2013.5

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Presentation type：Oral presentation (general)

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鱗粉細胞間における自発的な長距離カルシウムシグナルの発見

大野良和, 大瀧丈二

沖縄生物学会第50回大会 2013.5

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Presentation type：Oral presentation (general)

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コンフォーカル顕微鏡によるクラミドモナスのミトコンドリアの形態観察

中村宗一, 大野良和, 青山洋昭

日本植物学会第76回大会 2012.9

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Presentation type：Oral presentation (general)

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タイムゲート法を用いたサンゴ造骨組織の生体イメージング

大野良和

日本サンゴ礁学会第20回大会 (2017)

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Presentation type：Oral presentation (general)

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トランスクリプトーム解析による大型有孔虫の殻形成遺伝子の探索

小林立至, 石川彰人, 磯和幸延, 竹内猛, 西辻光希, 大野良和, 藤田和彦, 佐藤矩行, 豊福高志, 遠藤一佳

日本古生物学会第166回例会 (2017)

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Awards

President's Award for Students

2017.3 University of the Ryukyus

Ohno Yoshikazu

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最優秀ポスター発表賞

2016.11 日本サンゴ礁学会蛍光色素Calceinによるサンゴ初期ポリプの石灰化イメージング

大野良和

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Best Student Poster Award

2016.6 The 8th international conference on marine pollution and ecotoxicology Aposymbiotic primary coral polyp counteracts acidification by active pH regulation.

Ohno Yoshikazu

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大会会長賞

2016.5 マリンバイオテクノロジー学会 pHイメージング法によるサンゴの酸性化応答の可視化

大野良和

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優秀発表ポスター賞

2015.5 マリンバイオテクノロジー学会大型有孔虫の石灰化ライブイメージング

大野良和

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琉球大学理工学研究科研究科長賞

2015.3 琉球大学

大野良和

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Research Projects

サンゴ骨格の結晶成長界面における観察手法の高度化

Grant number：JPMJPR24G2 2024.10 - 2028.03

科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業さきがけ

大野良和

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Authorship：Principal investigator

造礁サンゴは長い年月をかけて地形を形成し、サンゴ礁域の豊かな生物多様性を支えています。しかしながら、サンゴを含む海洋生物の骨格形成過程や、その生育阻害との関係については、細胞生理学的な研究が進んでおらず、不明な点が多く残されています。本研究では、非破壊的な生体イメージング技術を応用し、サンゴ骨格表面の固相-液相界面の可視化技術の構築を目指します。

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サンゴ石灰化母液の自発的なｐH変化に着目したサンゴの石灰化制御メカニズムの探求

Grant number：23K14222 2023.04 - 2025.03

日本学術振興会科学研究費助成事業若手研究

大野良和

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Grant amount：\4680000 （ Direct expense: \3600000 、 Indirect expense：\1080000 ）

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Application of X-ray computed tomography on coral skeletal climatology

Grant number：18H03366 2018.04 - 2022.03

Japan Society for the Promotion of Science Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B) Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

鈴木淳, 井口亮, 天野敦子, 林正裕, 石村豊穂, 千徳明日香, 新垣誠司, 垣田浩孝, 岩崎晋弥, 大野良和

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Grant amount：\17290000 （ Direct expense: \13300000 、 Indirect expense：\3990000 ）

研究計画２年目は、サンゴ骨格成長量についての3次元計測の実現に向けた検討を行った。従来の切断面に沿った直線成長量（cm y-1など）に代わり、群体全体での石灰化量（1群体あたりや群体表面積あたりのgCaCO3 y-1など）を求める計測法を開発することを目指した。これにより、現在進行中の海洋酸性化トレンドに対応したサンゴの石灰化量の変化を検討することができる。
この前提として、まず枝状サンゴ群体を例に、表面積計測のルーチン化と精度評価を実施した。この目的のために、マイクロフォーカスＣＴスキャンを用いてハナヤサイサンゴ群体の表面積計測を実施した。表面積の計測としては、従来はアルミ箔法と呼ばれる方法が一般に用いられている。アルミ箔法とマイクロフォーカスＣＴによる表面積計測を比較したところ、アルミ箔を用いた計測法よりもマイクロフォーカスＣＴによる表面積は、平均で7 cm2程度大きな値が得られた（n=10）。これは、マイクロフォーカスＣＴスキャンにより、アルミ箔法よりも詳細な表面形状を読み採れたためと考えられる。
また、石灰化量測定用のサンゴ骨格試料を、新たに得ることを目的として、海洋酸性化条件での飼育実験を実施した。天草・牛深の温帯性サンゴ礁の水深約4 mに分布するスギノキミドリイシの4つの群体からそれぞれ12本、計48本のサンゴ枝を採取し、試料として用いた。採取した試料は接着剤でプラスチックボルトに固定し、均一な環境下で飼育できるようにした。二酸化炭素分圧をそれぞれおよそ450、750、1200、2000 ppmに調節された4水槽を用意し、各群体から3本ずつの試料を水槽に配置し、約半年間飼育した。スギノキミドリイシについて二酸化炭素分圧の上昇に伴い重量成長率が減少することが確認された。これらの試料について、次年度以降にマイクロフォーカスＣＴによる各種解析を予定している。

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細胞膜近傍の造骨プロセスに着目したサンゴの骨格形成メカニズムの全容解明

Grant number：17J07557 2017.04 - 2020.03

日本学術振興会科学研究費助成事業特別研究員奨励費特別研究員奨励費

大野良和

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Grant amount：\4810000 （ Direct expense: \3700000 、 Indirect expense：\1110000 ）

造礁サンゴ類（以下、サンゴ）の体内には様々な蛍光物質を体内に保有していため、蛍光を使用した顕微鏡観察は困難である。そのため、生きたサンゴの細胞形態や細胞内シグナルについて一般的に普及している蛍光イメージング技術で可視化することは不可能である。
昨年度の研究期間内に、沖縄科学技術大学院大学（OIST）が所有する蛍光寿命顕微鏡技術を使用し、サンゴ組織の非破壊的な観察に応用が可能であることを確認できた。具体的には、サンゴの持つ蛍光物質と、使用する蛍光指示薬の蛍光波長帯がオーバーラップしてしまった場合、指示薬側からの蛍光シグナルの検出が困難となる。しかしながら、光によって励起された分子が蛍光を発して基底状態に戻るまでの時間は物質により異なるため、サンゴ由来の自家蛍光と蛍光指示薬のシグナルを時間分解して検出することが可能である。
昨年度は細胞レベルの観察にも同様の観察手法が適用可能であると明らかにできたため、成果をまとめ、第20回日本サンゴ礁学会にて口頭発表行った。現在、より弱い励起光照射下でサンゴの石灰化過程を観察可能な最適条件を検討しているところである。
また、同研究機関が所有する画像解析ソフトにより、サンゴの造骨組織には酸性領域が存在し、造骨細胞内エンドソームとしてに多数存在している様子を明らかにした。現在まで、サンゴの石灰化過程では、造骨組織のアルカリ化現象のみが報告されてきたが、炭酸カルシウム結晶の核形成時には、核となる酸性化タンパク質が酸性小胞に蓄えらえ、それが開口分泌されることで、石灰化が開始される可能性が示唆された。
現在、上述した成果をまとめ、論文作成中である。

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サンゴ礁有孔虫における細胞内ダイナミクス可視化による生物石灰化制御機構の解明

Grant number：15J04797 2015.04 - 2017.03

日本学術振興会科学研究費助成事業特別研究員奨励費特別研究員奨励費

大野良和

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Grant amount：\2300000 （ Direct expense: \2300000 ）

本研究では、大型有孔虫と造礁サンゴを対象に、共焦点顕微鏡による石灰化過程の観察を行ってきた。大型有孔虫に関する研究では、細胞形態をCalcein AMにより観察することが明らかになり、さらに、試薬の特性により生死判定も簡便に行えることができるようになった。また、石灰化に伴う細胞内の水素イオンの分布について、pH蛍光指示薬を共焦点顕微鏡下で使用することで、従来の報告より高感度で把握することが可能となった他、細胞内のカルシウムイオンの分布等についても、詳細に可視化する実験手法を確立しつつある。
サンゴの石灰化に関する研究では、コユビミドリイシの初期ポリプを使用して実験を行ってきた。研究期間内に、細胞膜を透過しない蛍光Calceinを海水中に溶解させたまま、サンゴの骨格形成過程を詳細に観察が可能な新しい実験手法を確立した。さらに、低毒性のpH指示薬を飼育海水中に溶解させることで、石灰化部位と海水のpH分布を可視化することに成功した。連続的なｐHイメージングを行いながら、海水のpHを急激に低下さたところ、酸性化海水の流入と共に石灰化部位のpHが一端低下した後、サンゴが能動的に石灰化部位のpHを上昇させるといった、新しい生理現象を明らかにすることができた。
得られた成果は国内外を含む学会発表にて随時発表を行ってきたほか、プレスリリースによる発表も行った。また、アウトリーチ活動として、新聞やテレビによる報告も実施した。さらに、一般の方々に向けて、サイエンスカフェに話題提供者として参加した他、自然史学会連合において研究内容の展示を行った。

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