Analysis of the effects of environmental chemicals on amphibian behavior and gene expression.
| Project/Area Number |
22K06312
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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 | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
石原 顕紀 静岡大学, 理学部, 准教授 (70432193)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2025: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 遺伝子発現 / 行動実験 / 環境化学物質 / エピジェネティクス |
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| Outline of Research at the Start |
環境化学物質(EDC)は甲状腺ホルモン(TH)とその核内受容体を介したエピゲノム調節を撹乱する。胎児脳内のエピゲノム撹乱は、発達障害リスクの増加につながるとしてDOHaD学説が注目されている。しかしEDCの仔への直接的影響の解明は、胎盤・母乳由来の間接的曝露となる哺乳類モデルの制限があり進んでいない。本研究は、変態期両生類モデルを用い、EDCが及ぼす分子・行動レベルへの影響を総合的に解明する。そのために、TH応答性の発達障害関連遺伝子群の発現制御におけるEDCの作用機序を明らかにし、また行動を定量的に解析することで、分子レベルの撹乱と、誘起される行動変化との関連を機械学習により解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の実施内容は、化学物質が撹乱する甲状腺ホルモン応答遺伝子の探索、化学物質がそれらの遺伝子発現におよぼす影響の検討、化学物質が両生類幼生の行動におよぼす影響を検討する実験系の確立と実施、化学物質が遺伝子発現制御におよぼす影響のエピジェネティックな解析、である。初年度から2年度目の期間に、候補遺伝子として甲状腺ホルモン受容体や発達障害に関与すると言われているCHD8、オキシトシン受容体など複数の遺伝子発現におよぼす化学物質の影響を検討し、個体レベルでの阻害作用、活性化作用を見出してきた。行動実験系については、シングルボードコンピュータであるラズベリーパイとアクションカメラGoPROを用いた行動実験系として、個体間相互作用を検討する社会性検証実験を確立し、陽性コントロールとしてバルプロ酸の影響を検討した。社会性行動実験において、バルプロ酸を処理した群では対照群と比較して有意に社会性が低下したことから確立した実験系が発達障害様の行動を検討する適したものであることが実証された。さらに、この社会性低下が脳全体の機能低下によるものか検証するため、衝突回避実験系を令和5年度に確立した。また、令和5年度は、エピゲノム制御機構を解析するための基盤整備として、クロマチン免疫沈降法を実施する環境を整備した。令和6年度は行動実験系、エピゲノム解析系を用いて、化学物質による行動異常が見られた個体群を実験サンプルとして回収し、遺伝子発現撹乱の再確認、および発現制御におよぼす影響のエピジェネティックな解析を進めていく予定である。令和5年度は、幼生を得るところで失敗が続いたこともあり、当初の計画から若干の遅れが見られた。関連論文として、令和５年度に2報の学術論文を公開し、同時に国内の学会で成果発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
概要にも述べた通り、実験個体としてアフリカツメガエル幼生を用いているが、これは実験系の均一性を担保するため、研究室内で産卵させ、孵化させる必要がある。従来に比べて、この人口産卵、受精に失敗が多く、このトラブル対処のため、若干の遅れが見られた。
現在は、親として用いる個体を異なる複数の業者から仕入れ、受精の方法、飼育水の利用方法等を改善したため、概ねこの問題は解決できたものと考える。
令和5年度は、この対処期間に、その他の実験系を確立する作業を並行して進め、これらを完了したため、令和6年度以降に、当初の計画ベースに進捗を回復できるものと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
進捗状況のところで記載した通り、現在のところ若干の遅れが見られるが、実際に行う実験系の確立を令和5年度に並行して進めたため、令和6年度以降、当初の計画ベースに進捗を回復できるものと考えている。
令和6年度は、すでに確立した２つの行動実験系（社会性検証実験および衝突回避実験）を用いて、行動レベルで影響を及ぼす化学物質を見出し、またその個体を用いて遺伝子発現解析、エピジェネティックな制御に及ぼす化学物質の影響を検討していく。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
