| Project Area | Mammalian hibernation biology ~ survival strategies via hypometabolism and hypothermia |
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| Project/Area Number |
20H05769
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (III)
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| Research Institution | Center for Novel Science Initatives, National Institutes of Natural Sciences |
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Principal Investigator |
Enoki Ryosuke 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 准教授 (00528341)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金 尚宏 名古屋大学, 生命農学研究科(WPI), 特任講師 (80822931)
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| Project Period (FY) |
2020-10-02 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥39,780,000 (Direct Cost: ¥30,600,000、Indirect Cost: ¥9,180,000)
Fiscal Year 2022: ¥12,870,000 (Direct Cost: ¥9,900,000、Indirect Cost: ¥2,970,000)
Fiscal Year 2021: ¥12,870,000 (Direct Cost: ¥9,900,000、Indirect Cost: ¥2,970,000)
Fiscal Year 2020: ¥14,040,000 (Direct Cost: ¥10,800,000、Indirect Cost: ¥3,240,000)
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| Keywords | 冬眠/休眠 / 概日時計 / 時計遺伝子 / カルシウム / 低温応答 / イメージング / 冬眠 / 光計測 / 温度補償性 / 視交叉上核 / 概日リズム |
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| Outline of Research at the Start |
冬眠動物の開始終了や中途覚醒には時刻依存性があるため、生体内には低温でも継続する時計機能が存在すると推察される。この最有力候補は脳深部に存在する概日時計中枢であるが、冬眠中に中枢時計における時計遺伝子の転写振動が継続するか否かは長く議論が続いている。本研究課題では、長期光計測による冬眠動物における中枢時計の振動の検証を行い、さらに低温シグナリング下流の遺伝学的・薬理学的な機能検証を行うことで、冬眠実行の分子ネットワークの核心に迫る。
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| Outline of Final Research Achievements |
In mammalian hibernators, a time dependence of the onset and termination of hibernation has been reported. There might be a timekeeping mechanism in the body that can function at low temperatures, and the most likely candidate is the suprachiasmatic nucleus, the master circadian clock in the brain, but whether the transcriptional rhythm of clock genes continues has long been debated. We previously established long-term imaging of intracellular Ca2+ and transcriptional rhythms in the suprachiasmatic nucleus and found that intracellular circadian Ca2+ rhythms persist even in the suprachiasmatic nucleus, where the key clock gene is lacking. This led to the idea that circadian Ca2+ oscillations might be a timekeeping system with a transcription loop-independent oscillation mechanism. In this project, we attempted to elucidate the dynamics of circadian Ca2+ and transcriptional rhythms in the suprachiasmatic nucleus under low-temperature conditions using optical imaging.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究課題では、代表者の榎木が確立した長期光イメージング計測のアドバンテージを最大限活用し、低温環境下での視交叉上核の概日Ca2+リズムと転写リズムのダイナミクスを光イメージングにより解明することを試みた。また分担者の金は、培養細胞を用いたケミカルバイオロジーの手法を駆使して、概日時計におけるCa2+シグナリングの役割を追求した。本研究により、低温でのリズム発振メカニズムを解明し、冬眠休眠実行の分子ネットワークの核心に迫る結果を得た。
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