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動物の低温馴化における新規全身型サーキュラー神経回路の光遺伝学解析

Research Project

Project/Area Number 19J40017
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 44050:Animal physiological chemistry, physiology and behavioral biology-related
Research InstitutionKonan University

Principal Investigator

太田 茜  甲南大学, 理工学部, 特別研究員(RPD)

Project Period (FY) 2019-07-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
KeywordsC. elegans / 腸 / 温度順化 / CREB / カルシウムイメージング / 光駆動性チャネル / 線虫 / 転写因子 / 温度馴化 / 神経回路 / イネキシン / 温度記憶 / 神経回路機構 / 温度応答 / 低温耐性 / 低温馴化 / 全身周回性 / 光遺伝学
Outline of Research at the Start

環境応答を司る神経回路のメカニズムの解明は生命科学の重要なトピックである。申請者らは、頭部温度受容ニューロンが尻尾の介在ニューロンに接続し、それが再度頭部ニューロンに情報フィードバックを行うという、新規の神経回路が温度馴化制御に関わることを見出した。本研究では、線虫の温度応答に関わるシンプルな神経回路をつかい、温度記憶を伴う温度馴化現象を分子生物学、光技術、数物理解析を組合せ多面的に明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

脳神経系における記憶学習や環境応答の神経回路機構の解明は重要なトピックである。本研究では、申請者が確立したC. elegansの温度応答に 関わるシンプルな神経回路解析系をつかい個体の温度馴化に関わる分子神経機構を同定することを目指して解析を進めている。前年度までの解析から見つかってきた、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の機能が欠損している線虫C. elegansの変異体が、野生株に比べ新しい温度への順化に時間がかかる現象が見つかってきたため、この現象に関わる神経回路の生理的機構を解き明かすために、カルシウムイメージング法をもちいた解析を行った。当該度は、前年度までに構築した温度馴化の神経回路モデルをもとに、カルシウムイメージングによろ神経回路活動の測定を進め、構築した神経回路モデルを検証し、温度受容ニューロンASJから尾部介在ニューロンPVQを介して頭部RMG介在ニューロンに温度情報を伝達する神経回路の生理学的な動態を捉えることができたため、温度順化の神経回路モデルを提唱することができた(Motomura et al., PNAS, 2023)。一方で、光応答性チャネルを用いて、神経回路活動を操作し、作製した神経回路モデルを検証する解析に関しては、光応答性チャネルが思い通りに発現しなかったため、解析が上手くいかなかったため、異なるチャネルを用いた解析を今後行う予定である。また、前年度までのRNA-seq解析から同定された、温度刺激に応じて発現変動する分子や発現変動が起きない分子に関して、全身性の神経回路が影響を与える組織として腸を同定した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (57 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 7 results) Presentation (44 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 13 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] シアトルチルドレンホスピタル(米国)

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      OKAHATA Misaki、MOTOMURA Haruka、OHTA Akane、KUHARA Atsushi
    • Journal Title

      Proceedings of the Japan Academy, Series B

      Volume: 98 Issue: 3 Pages: 126-139

    • DOI

      10.2183/pjab.98.009

    • ISSN
      0386-2208, 1349-2896
    • Year and Date
      2022-03-11
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      Motomura Haruka、Ioroi Makoto、Murakami Kazutoshi、Kuhara Atsushi、Ohta Akane
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 119 Issue: 32 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1073/pnas.2203121119

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    • Author(s)
      Okahata Misaki、Sawada Natsumi、Nakao Kenji、Ohta Akane、Kuhara Atsushi
    • Journal Title

      Research Square

      Volume: ND

    • DOI

      10.21203/rs.3.rs-2261648/v1

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      Fukumoto A., Okahata M., Motomura H., Ohta A., Kuhara A.
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      Ohnishi Kohei、Saito Shigeru、Miura Toru、Ohta Akane、Tominaga Makoto、Sokabe Takaaki、Kuhara Atsushi
    • Journal Title

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      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1038/s41598-020-75302-3

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      本村晴佳,高垣菜式,久原篤,太田茜
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      Volume: 52(14) Pages: 37-40

    • NAID

      40022454447

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      岡畑美咲,本村晴佳,太田茜,久原篤
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      岡畑 美咲, 太田 茜, 久原 篤
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      比較生理生化学

      Volume: 37 Issue: 2 Pages: 103-110

    • DOI

      10.3330/hikakuseiriseika.37.103

    • NAID

      130007889034

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      Takagaki N., Ohta A., Ohnishi K., Kawanabe A., Minakuchi Y., Toyoda A., Fujiwara Y., Kuhara A.
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      EMBO reports

      Volume: 21 Issue: 3 Pages: 1-14

    • DOI

      10.15252/embr.201948671

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      Sun S, Ohta A, Kuhara A, Nishikawa Y, Kage-Nakadai E.
    • Journal Title

      Neurosci Res.

      Volume: Feb 4 Pages: 8-16

    • DOI

      10.1016/j.neures.2019.01.011

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    • Author(s)
      本村晴佳, 五百藏誠, 村上一寿, 久原篤, 太田茜
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  • [Presentation] Head-tail-head neural circuit controls temperature acclimation via gut fat content in C. elegans2022

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      Haruka Motomura, Makoto Ioroi, Kazutoshi Murakami, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
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      比較生理生化学会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 温度馴化を制御する脳腸連関を司る全身周回性の神経サーキット2022

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      本村晴佳,村上一寿, 五百藏誠, 久原篤, 太田茜
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  • [Presentation] Whole-body neural circuit regulates intestinal fat strage2022

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      Haruka Motomura, Makoto Ioroi, Kazutoshi Murakami, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
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      第60回生物物理学会年会  第18若手招待講演シンポジウム
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    • Invited
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    • Author(s)
      Akane Ohta, Haruka Motomura, Makoto Ioroi, Kazutoshi Murakmi and Atsushi Kuhara
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    • Author(s)
      Haruka Motomura, Kazutoshi Murakami, Makoto Ioroi, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
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      11th International Tunicate Meeting (11ITM)
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  • [Presentation] 全身周回性の神経回路を介した腸の脂質代謝が線虫Caenorhabditis elegansの温度馴化を制御する2022

    • Author(s)
      Akane Ohta, Haruka Motomura, Kazutoshi Murakami, Makoto Ioroi, Atsushi Kuhara
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      Neuro2022
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  • [Presentation] 神経ペプチドを介した脳-腸連関が腸の脂質分解を促し線虫の低温耐性を制御する2022

    • Author(s)
      村上一寿, 本村晴佳, 久原篤, 太田茜
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      山城芹奈, 水野賢美, 本村晴佳, 太田茜, 久原篤
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  • [Presentation] Nervous-gut system coordinates temperature acclimation in C. elegans2022

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      Akane Ohta, Atsushi Kuhara
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      the TARA international online symposium
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    • Author(s)
      久原篤、太田茜
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      久原篤、太田茜
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      日本分子生物学会
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  • [Presentation] Neural connection and physiological output involved in temperature acclimation of C. elegans2021

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      Kazutoshi Murakami, Haruka Motomura1, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
    • Organizer
      日本分子生物学会
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  • [Presentation] Analysis of amino acid transporter SLC46 in cold tolerance of C. elegans2021

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      山城芹奈, 水野賢美, 本村晴佳, 太田茜, 久原篤
    • Organizer
      日本分子生物学会
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  • [Presentation] "低温馴化に関わる全身周回性の神経回路と腸のAdipocyte triglyceride lipase ATGL-1の活性調節 "2021

    • Author(s)
      太田茜, 本村晴佳, 藤井智子, 五百藏誠, 久原篤
    • Organizer
      日本分子生物学会
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  • [Presentation] Head-to-tail neural circuit regulates cold acclimation and lipolysis in Caenorhabditis elegans2021

    • Author(s)
      太田茜, 本村晴佳, 藤井智子, 五百藏誠, 久原篤
    • Organizer
      日本分子生物学会
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  • [Presentation] Thermosensory signaling in neural circuit underlying cold acclimation of C. elegans2021

    • Author(s)
      太田茜,本村晴佳, 久原篤
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      生物物理学会
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  • [Presentation] Analysis of neural circuit controlling temperature acclimation and changes in fatty acid levels in C. elegans2021

    • Author(s)
      本村晴佳,村上一寿, 藤井智子, 五百藏誠, 久原篤, 太田茜
    • Organizer
      遺伝学会
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  • [Presentation] SLC46 and AQR mediates temperature tolerance in C. elegans2021

    • Author(s)
      Akane Ohta, Yuki Sato, Serina Yamashiro, Sunao Mima, Satomi Mizuno, Atsushi Kuhara
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会、第1回 CJK 国際会議(The 1st China-Japan-Korea International Meeting)
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  • [Presentation] Neural connection and physiological output involved in temperature acclimation of C. elegans2021

    • Author(s)
      Kazutoshi Murakami, Haruka Motomura, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会、第1回 CJK 国際会議(The 1st China-Japan-Korea International Meeting)
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  • [Presentation] A tail interneuron that integrates multiple thermosensory signaling is involved in temperature acclimation of C. elegans2021

    • Author(s)
      Haruka Motomura, Satoko Fujii, Makoto Ioroi, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会、第1回 CJK 国際会議(The 1st China-Japan-Korea International Meeting)
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  • [Presentation] Solute Carrier family 46 and aquarius intron-binding spliceosomal factor mediates temperature tolerance2021

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      Akane Ohta, Yuki Sato, Serina Yamashiro, Sunao Mima, Satomi Mizuno, Atsushi Kuhara
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      23th C. elegans International conference
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  • [Presentation] Whole-body neural circuit influences experience-dependent temperature acclimation2021

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      Akane Ohta, Yuki Sato, Serina Yamashiro, Sunao Mima, Satomi Mizuno, Atsushi Kuhara
    • Organizer
      23th C. elegans International conference
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  • [Presentation] FMRFamide-related peptides and neuropeptide-like proteins modulate neuronal circuit regulating cold acclimation in C. elegans2020

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      Akane Ohta, Haruka Motomura, Satoko Fujii, Atsushi Kuhara
    • Organizer
      分子生物学会
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  • [Presentation] 線虫の温度情報を統合する尾部介在ニューロンの解析2020

    • Author(s)
      本村晴佳, 藤井智子, 五百藏誠, 久原篤, 太田茜
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      分子生物学会
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  • [Presentation] 線虫の温度馴化において尾部介在ニューロンが温度情報を統合する2020

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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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      比較生理生化学会
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  • [Presentation] 線虫の低温馴化における全身を周回する神経回路の同定2020

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      本村晴佳, 藤井智子, 五百藏誠, 久原篤, 太田茜
    • Organizer
      遺伝学会
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  • [Presentation] 温度情報を統合する尾部介在ニューロンが温度馴化の制御に関与する2020

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      本村晴佳, 藤井智子, 五百藏誠, 久原篤, 太田茜
    • Organizer
      動物学会
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  • [Presentation] Integrated signaling from thermosensoryneurons at a tail interneuron regulates cold acclimation2020

    • Author(s)
      Haruka Motomura, Satoko Fujii, Makoto Ioroi, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
    • Organizer
      生物物理学会
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  • [Presentation] Neuropeptides modulate neuronal circuit regulating temperature acclimation in Caenorhabditis elegans2020

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      Akane Ohta, Satoko Fujii, Haruka Motomura, Atsushi Kuhara
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  • [Presentation] Analysis of neural circuit accelerating temperature acclimation of C. elegans2020

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      Haruka Motomura, Satoko Fujii, Makoto Ioroi, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
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      神経科学会
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  • [Presentation] A tail interneuron integrating temperature signaling from two thermosensoryneurons is involved in cold acclimation2020

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      Haruka Motomura, Satoko Fujii, Makoto Ioroi, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
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      Federation of European Neuroscience Societies (FENS) 2020
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 線虫C. elegansの温度馴化現象を司る神経ペプチド分子と神経回路の解析2019

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      藤井智子、本村晴佳、太田茜、久原篤
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      日本分子生物学会
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  • [Presentation] 線虫の温度馴化を促進する神経回路の解析2019

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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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      本村晴佳, 藤井智子, 五百藏誠, 久原篤, 太田茜
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    • Organizer
      22th C. elegans International conference
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    • Int'l Joint Research
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      22th C. elegans International conference
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      2019 Annual Research Report
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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システム2019

    • Author(s)
      太田茜、岡畑美咲、大西康平、久原篤
    • Organizer
      第19回日本蛋白質科学会年会・第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会
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Published: 2019-07-04   Modified: 2024-03-26  

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