Analysis of the relationship between the peripheral circadian clock and hibernation in a hibernating mammal
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20K06746
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44050:Animal physiological chemistry, physiology and behavioral biology-related
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 転写制御 / 概日リズム / 末梢時計 / Per2 / HSF1 / 冬眠 / 体温変動 / 中途覚醒 / AMPK / Per2遺伝子 / 低体温 |
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| Outline of Research at the Start |
冬眠哺乳動物シマリスは，夏季の活動期には，約37℃の体温を保って生活しているが，冬季の冬眠期には，5～7日間の持続的な約5℃の低体温状態の冬眠と約20時間の中途覚醒（体温が約37℃に回復する）を繰り返す。冬眠に入る時には，代謝を抑制し，体温を低下させていると考えられるが，その分子機構はわかっていない。HSF1は時計遺伝子Per2の転写活性化及びエネルギーセンサーのAMPKの活性制御に関与することから，本研究では，エネルギー代謝の中心である肝臓において，HSF1が概日リズムと代謝の制御に関与し，両者を連動させることにより，冬眠期特異的に低体温を誘導している可能性について解明する。
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| Outline of Final Research Achievements |
In mammals, various physiological processes such as sleep-wake rhythms, body temperature fluctuations, and metabolism are regulated by the circadian clock. In this study, we analyzed the expression of clock genes in the liver of chipmunks to investigate the relationship between peripheral circadian clock and hibernation in a hibernating mammal. In the hibernation season, Per2 mRNA was transiently increased by HSF1, which was activated by elevated body temperature during interbout arousal, and showed periodic fluctuations in the torpor-arousal cycle, but no periodic fluctuations were observed in Bmal1 mRNA, suggesting that the peripheral circadian clock was not functioning. Therefore, it was suggested that in the hibernation season, gene expression necessary for hibernation may be carried out by the formation of a new gene network.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
冬眠哺乳動物は，深冬眠中には，数日間-数週間，数℃の低体温で，丸まった固定した姿勢で過ごす。冬眠期の深冬眠-中途覚醒サイクルでは心拍数が大幅に変動するため，虚血-再灌流のような状態に晒される。また冬眠中のエネルギー源として脂肪を蓄積し，体重を大幅に増加させる種もいる。これらの観察から，冬眠哺乳動物は低体温症，廃用性筋萎縮，虚血-再灌流による細胞へのダメージや糖尿病に対して強い耐性を有していると考えられており，その分子基盤の解明は医療にも有用な知見をもたらすものと期待されている。本研究により，冬眠期に構築される遺伝子ネットワークの解析は，そのような分子基盤の解明に繋がることが期待される。
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Report
(4 results)
Research Products
(15 results)
