Analysis of a novel sleep-inducing gene, nemuri

• Project/Area Number: 20H03291
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44050:Animal physiological chemistry, physiology and behavioral biology-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 戸田 浩史 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 助教 (80862010)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 白木 賢太郎 筑波大学, 数理物質系, 教授 (90334797)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000); Fiscal Year 2023: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2020: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
• Keywords: 睡眠 / ショウジョウバエ / 遺伝学 / 生化学 / 行動学 / 物性 / 相分離 / 免疫

Outline of Research at the Start

睡眠は現代の先進国の国民が抱える共通の悩みであるにもかかわらず、その社会要請に現代生物学は答えられていない。これは主に、睡眠がどのような分子メカニズムで制御されているのか、という根本的な問いに答えられていないためである。哺乳動物個体が細菌感染などによって病気になると睡眠が深く長くなることが知られているが、ショウジョウバエも同様であり、抗菌ペプチド’Nemuri’が重要な役割を果たしていることが強く示唆されている。本研究では、Nemuriの作用メカニズムを探る中で、睡眠と生体防御の関連を分子レベルで理解することを目標とする。

Outline of Annual Research Achievements

睡眠は神経系を有するあらゆる動物に保存されている現象である。その重要性は明白であるものの、睡眠制御の分子神経学的基盤の理解やその本質的な役割に関しては謎のままである。本研究では、分子遺伝学的操作に優れているショウジョウバエをモデル生物に用い、睡眠の分子神経学的基盤のメカニズムの理解に迫ることを目標とする。申請者はこれまでに、ショウジョウバエを用いて、睡眠を誘引する因子を探索すべく、独自の行動スクリーニングをおこなった。その結果、睡眠を非常に強く誘引する因子、Nemuriを同定することに成功した。そこで、本申請課題では、このNemuriに着目し、nemuriの睡眠誘引メカニズムを遺伝学的、及び、生化学に明らかにすることを目指す。
当該年度は、Nemuriと相互作用する因子に関する特定の酵素活性を持つ因子に対して抗体を作製し、ハエの脳組織においてその局在解析をおこなった。また、この酵素活性をもつ因子が及ぼす基質因子を同定するための生化学的な基盤を打ち出すことに成功した。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Presentation] 睡眠誘引因子「Nemuri」の物性の理解へ向けて (2022)
  • Author(s): 戸田 浩史
  • Organizer: 生化学会