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動物の温度記憶におけるCREBを介した分子神経制御

Research Project

Project/Area Number 16J00123
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Cell biology
Research InstitutionKonan University

Principal Investigator

太田 茜  甲南大学, 自然科学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
KeywordsC. elegans / 温度馴化 / 神経ネットワーク / CREB / 温度記憶 / 温度適応
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、動物の記憶のメカニズムの解明を目指し、その解析モデルとして線虫C.elegansの温度適応の実験系をもちいることができるかを解析した。温度適応とは、25℃飼育個体は2℃で死滅するが、15℃飼育個体は2℃でも生存できる現象である。さらに、25℃飼育個体を、3時間15℃に置くと2℃で生存できることが見つかっている。つまり、温度記憶が3時間で置き換わると考えられる。しかし、この温度記憶がどのような組織で制御されているかは未知であった。本研究では、ホ乳類から線虫まで記憶に関わることが知られている転写因子CREBに着目した。温度適応テストの結果、野生型が3時間で新しい温度に適応するのに対して、CREB 変異体(crh-1)は5時間かかった。つまり、crh-1変異体は野生株に比べ新しい温度への適応に時間がかかることが明らかになった。昨年度までに新しい温度への適応に関わるCREBの機能細胞の同定に向け、crh-1変異体の神経系の細胞特異的に、様々なプロモーターの下流でCREBcDNAを発現させたところ、CREBの機能細胞として頭部のわずか一対の介在ニューロンを同定した。この同定した介在ニューロンは、温度受容ニューロンと直接は接続していなかったため、当該年度において、上流のニューロンを構成的に活性化させることで、温度受容ニューロンから介在ニューロンに至るまでの神経回路の候補を見つけた。
温度記憶に関わる遺伝子のスクリーニングの前年度に引き続き行った。温度変化に応じて顕著に発現変動している遺伝子に関して、その温度馴化を測定し、細胞特異的な回復実験から温度馴化に関わる新しいニューロンとして化学受容ニューロンADLが見つかった。カルシウムイメージング解析から、ADLは温度受容ニューロンとして機能することが見つかり、ADLを介した神経回路が温度馴化に関わることが示唆された。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (74 results)

All 2019 2018 2016 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (59 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results,  Invited: 7 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学/アラスカ大学/ワシントン大学(米国)

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    • Author(s)
      Okahata M., Wei A. D., Ohta A., Kuhara A.
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 5, 2 (eaav3631) Issue: 2 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1126/sciadv.aav3631

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    • Author(s)
      Ohnishi K., Takagaki N., Okahata M., Fujita M., Ohta A., Kuhara A.
    • Journal Title

      Cryobiology and Cryotechnology

      Volume: 64 Issue: 2 Pages: 53-59

    • DOI

      10.20585/cryobolcryotechnol.64.2_53

    • NAID

      130007590027

    • ISSN
      1340-7902, 2424-1555
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    • Author(s)
      Ujisawa T., Ohta A., Ii T., Minakuchi Y., Toyoda A., Ii M., Kuhara A.
    • Journal Title

      PNAS

      Volume: 115, 35 Issue: 35 Pages: 8823-8828

    • DOI

      10.1073/pnas.1808634115

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    • Author(s)
      Kuhara A. and Ohta A.
    • Journal Title

      Impact

      Volume: 7 Issue: 7 Pages: 44-46

    • DOI

      10.21820/23987073.2018.7.44

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      Volume: 50(9)

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      月刊「細胞」

      Volume: 50(9)

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    • Author(s)
      Ujisawa, T., Ohta, A., Uda-Yagi, M., Kuhara A.
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 11(10) Issue: 10 Pages: 1-20

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0165518

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    • Author(s)
      Sonoda S., Ohta, A., Maruo, A., Ujisawa T., Kuhara, A.
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 16(1) Issue: 1 Pages: 56-65

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2016.05.078

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    • Author(s)
      Okahata M., Ohta, A., Mizutani, H., Minakuchi, Y., Toyoda, A., Kuhara, A.
    • Journal Title

      Journal of Comparative Physiology B.

      Volume: 186(8) Issue: 8 Pages: 985-998

    • DOI

      10.1007/s00360-016-1011-3

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    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A Caenorhabditis elegans homolog of Prox1/Prospero is expressed in the glia and is required for sensory behavior and cold tolerance.2016

    • Author(s)
      Kage-Nakadai E., Ohta, A., Ujisawa T., Sun S., Nishikawa Y., Kuhara A., Mitani S.
    • Journal Title

      Genes to Cells

      Volume: 21(9) Issue: 9 Pages: 936-948

    • DOI

      10.1111/gtc.12394

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  • [Presentation] Oxygen affects simple circuit for cold acclimation via KQT potassium channel and HADH in C. elegans2019

    • Author(s)
      Mayu Fujita, Misaki Okahata, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • Organizer
      the 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Sciences Congress (FAOPS2019)
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  • [Presentation] 線虫C. elegansの低温耐性における温度センシング機構2018

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      久原篤、藤田茉優、太田茜
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      久原篤、藤田茉優、太田茜
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      「先進ゲノム支援」2018年度拡大班会議
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      本村晴佳, 藤井智子, 五百藏誠, 久原篤、,太田茜
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  • [Presentation] 転写伸長因子エロンガンを介した低温耐性の制御2018

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      温度生物学若手の会
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      Honomi Koyama, Misaki Okahata, Sawako Yoshina , Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Shohei Mitani, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
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      比較性理性化学学会
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      比較性理性化学学会
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  • [Presentation] 線虫C. elegansにおいて僅か2つのニューロン内のキサンチンデヒドロゲナーゼが個体の低温耐性を制御する2018

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      高垣菜式、太田茜、水口洋平、豊田敦、久原篤
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  • [Presentation] 線虫の低温耐性におけるGPCR型温度受容体の候補の解析2018

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      大西康平、三浦徹、宇治澤知代、太田茜、久原篤
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      藤田茉優、坂井詩織、岡畑美咲、水口洋平、豊田敦、太田茜、久原篤
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      公開会議:自然科学研究科研究成果発表会
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      岡畑美咲、Aguan D. Wei、太田茜、久原篤
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  • [Presentation] 線虫C. elegansの低温耐性から理解する温度応答システム2018

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      大西康平、三浦徹、宇治澤知代、太田茜、久原篤
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  • [Presentation] Genetic and epigenetic analysis of cold acclimation in C. elegans2018

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      Mayu Fujita, Shiori Sakai, Misaki Okahata, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
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      日本遺伝学会
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      井関敏啓、高垣菜式、水口洋平、豊田敦、太田茜、久原篤
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      日本遺伝学会
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  • [Presentation] 線虫C. elegansにおいて、2つのニューロン内のキサンチンデヒドロゲナーゼが個体の低温耐性を制御する2018

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      高垣菜式、太田茜、大西康平、水口洋平、豊田敦、久原篤
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      日本遺伝学会
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    • Author(s)
      Atsushi Kuhara,Tomoyo Ujisawa, Atsushi Toyoda, Katsushi Arisaka, Miki Ii, Akane Ohta
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      生物物理学会
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      Mayu Fujita, Shiori Sakai, Misaki Okahata, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • Organizer
      日本線虫学会
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  • [Presentation] Tail-to-head neuronal wiring regulates temperature acclimation of C. elegans2018

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      Akane Ohta, Satoko Fujii, Makoto Ioroi, Atsushi Kuhara
    • Organizer
      神経科学学会
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  • [Presentation] Genetic and epigenetic analysis of temperature acclimation of C. elegans2018

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      Mayu Fujita, Shiori Sakai, Misaki Okahata, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • Organizer
      神経科学学会
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  • [Presentation] Transcription elongation factor TCEB-3 is involved in cold tolerance of C. elegans2018

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      Toshihiro Iseki, Natsune Takagaki, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
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      Misaki Okahata, Sawako Yoshina, Aguan D. Wei, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Shohei Mitani, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • Organizer
      神経科学学会
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  • [Presentation] Xanthine Dehydrogenase in two interneurons controls cold tolerance of C. elegans.2018

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      Natsune Takagaki, Akane Ohta, Tomoyo Ujisawa, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Atsushi Kuhara
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      Kohei Ohnishi, Toru Miura, Tomoyo Ujisawa, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
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  • [Presentation] Neural circuit from head to tail regulates temperature acclimation2018

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      Haruka Motomura, Satoko Fujii, Makoto Ioroi, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
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  • [Presentation] Identification of a responsible polymorphism for cold acclimation2018

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      Mayu Fujita, Shiori Sakai, Misaki Okahata, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
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      岡畑美咲、Aguan D. Wei、太田茜、久原篤
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      動物学会関西支部会
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  • [Presentation] 線虫から学ぶ温度応答の制御機構2016

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      久原篤, 太田茜
    • Organizer
      第1回Biothermology Workshop - 生命システムの熱科学 -
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター(岡崎、愛知)
    • Year and Date
      2016-12-10
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] トランスクリプトーム解析から得られた低温馴化適応スピードに関わる遺伝子2016

    • Author(s)
      坂井詩織、三浦 徹、宇治澤 知代、水口洋平、豊田敦、太田 茜、久原 篤
    • Organizer
      分子生物学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜、神奈川)
    • Year and Date
      2016-11-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 温度適応において精子が頭部感覚ニューロンの感度に影響を与える2016

    • Author(s)
      園田 悟、太田 茜、圓尾 綾菜、宇治澤 知代、久原 篤
    • Organizer
      分子生物学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜、神奈川)
    • Year and Date
      2016-11-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 線虫C. elegansにおいて低温馴化メモリーを制御する神経回路とその分子機構2016

    • Author(s)
      五百藏誠、藤井智子、井上朋香、久原篤、太田茜
    • Organizer
      分子生物学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜、神奈川)
    • Year and Date
      2016-11-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 温度馴化におけるカリウムチャネルKQT-2の役割と温度馴化多様性の分子遺伝学2016

    • Author(s)
      岡畑美咲、太田茜、水口洋平、豊田敦、 久原篤
    • Organizer
      分子生物学会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(横浜、神奈川)
    • Year and Date
      2016-11-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 線虫の温度適応の制御機構2016

    • Author(s)
      Akane Ohta
    • Organizer
      ICZ22 ZSJ87 jointmeeting 2016
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(宜野湾、Okinawa)
    • Year and Date
      2016-11-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Molecular neural circuit mechanisms underlying temperature acclimation speed in C. elegans2016

    • Author(s)
      Akane Ohta, Makoto Ioroi, Satoko Fujii, Atsushi Kuhara
    • Organizer
      ICZ22 ZSJ87 jointmeeting 2016
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(宜野湾、Okinawa)
    • Year and Date
      2016-11-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 線虫C. elgansの低温適応における精子から神経へのフィードバック2016

    • Author(s)
      園田 悟、太田 茜、圓尾 綾菜、宇治澤 知代、久原 篤
    • Organizer
      遺伝学会
    • Place of Presentation
      日本大学国際関係学部(三島、静岡)
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 温度馴化に関わる遺伝子多型とカリウムチャネルの解析2016

    • Author(s)
      岡畑美咲、太田茜、水口洋平、豊田敦、久原篤
    • Organizer
      遺伝学会
    • Place of Presentation
      日本大学国際関係学部(三島、静岡)
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] C. elegansにおけるCREBと神経カルシウムセンサーを介した低温馴化スピードの制御2016

    • Author(s)
      五百藏誠、藤井智子、井上朋香、久原篤、太田茜
    • Organizer
      遺伝学会
    • Place of Presentation
      日本大学国際関係学部(三島、静岡)
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Sperm controls neural activity in tissue network of cold acclimation2016

    • Author(s)
      Ayana Maruo, Satoru Sonoda, Tomoyo Ujisawa, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • Organizer
      比較生理生科学学会
    • Place of Presentation
      玉川大(町田、東京)
    • Year and Date
      2016-09-02
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Isolation of genes required for cold acclimation speed2016

    • Author(s)
      Shiori Sakai, Tohru Miura, Tomoyo Ujisawa, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • Organizer
      C. elegans Neuronal Development, Synaptic Function & Behavior meeting
    • Place of Presentation
      Nagoya university(Nagoya, Aichi Japan)
    • Year and Date
      2016-07-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CRH-1/CREB and NCS-1 regulate cold acclimation speed in C. elegans2016

    • Author(s)
      Makoto Ioroi, Akane Ohta, Tomoka Inoue, Satoko Fujii, Atsushi Kuhara
    • Organizer
      C. elegans Neuronal Development, Synaptic Function & Behavior meeting
    • Place of Presentation
      Nagoya university(Nagoya, Aichi Japan)
    • Year and Date
      2016-07-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Genetic analysis of natural variants showing various cold acclimation2016

    • Author(s)
      Misaki Okahata, Akane Ohta, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Atsushi Kuhara
    • Organizer
      C. elegans Neuronal Development, Synaptic Function & Behavior meeting
    • Place of Presentation
      Nagoya university(Nagoya, Aichi Japan)
    • Year and Date
      2016-07-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CRH-1/CREBとNCS-1が線虫C. elegansの低温馴化スピードを制御する2016

    • Author(s)
      五百藏誠、太田茜、井上朋香、藤井智子、久原篤
    • Organizer
      動物学会近畿支部会
    • Place of Presentation
      大阪大学(豊中、大阪)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 線虫C.elegansの温度馴化スピードに関わる新規遺伝子の同定動物学会近畿支部会2016

    • Author(s)
      岡畑美咲、太田茜、水口洋平、豊田敦、久原篤
    • Organizer
      動物学会近畿支部会
    • Place of Presentation
      大阪大学(豊中、大阪)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 生体調節学 久原篤 研究室

    • URL

      http://kuharan.com/index.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 久原研究室ホームページ

    • URL

      http://kuharan.com/index.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 所属大学研究者紹介

    • URL

      http://researchers.adm.konan-u.ac.jp/html/100000141_ja.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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