Neural circuits and longevity mechanisms regulate hibernation-like diapause in Caenorhabditis elegans.
| Project/Area Number |
22K06596
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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 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
堀川 誠 広島大学, 統合生命科学研究科(先), 特任助教 (50775997)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 冬眠 / 寿命 / 老化 / 休眠 / 温度 / 線虫 / 神経制御 |
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| Outline of Research at the Start |
高齢化が急速に進む現代社会において、抗加齢研究は基礎生命科学としても医学研究としても重要度が増している。線虫は古くから抗加齢研究のモデル生物として利用されており、特に耐性幼虫とよばれる休眠現象の制御遺伝子は線虫の寿命制御にも関与しているという発見を機に様々な寿命制御メカニズムが発見され、それらは哺乳類においても保存されている事が明らかになっている。
本研究では、新しく発見された冬眠に似た休眠現象である低温休眠を利用し、新しい寿命制御遺伝子・メカニズムの発見を目指す。また、先行研究において低温休眠は神経の制御を受けている事が分かっており、本研究ではその詳細な制御ネットワークも明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では線虫の冬眠様現象である低温誘導性休眠（以下、低温休眠）の制御機構を明らかにするとともに、低温休眠現象を制御する神経機構の解明と低温休眠現象の抗老化研究への応用を目的としている。先行研究より熱ショック因子 (hsf-1)の機能欠損株は9℃において孵化直後に発生を停止し、通常の飼育温度 (20℃)に戻す事で成長を再開する可逆的な低温誘導性の休眠表現型を示す事を発見し、線虫の低温休眠と定義・命名した。この低温休眠現象は様々な抗老化遺伝子・抗ストレス遺伝子を導入する事により抑制される事から、低温休眠と寿命制御・ストレス応答を共通に制御する遺伝子・メカニズムが存在すると仮説を立て、本研究では低温休眠を指標とした長寿変異株のスクリーニングシステムの開発と実証を試みた。その結果、新規スクリーニングシステムの実証実験より長寿変異株を獲得する事に成功し、全ゲノム解析 (WGS)と量的形質遺伝子座 (QTL)解析を組み合わせたMutMap 法により低温休眠と寿命を共通して制御する遺伝子の同定に成功した。現在、この新規スクリーニングシステムによりさらなる寿命制御遺伝子の探索を進めている。
また、先行研究において低温休眠の制御には何らかの神経機構が関与している事を明らかにしており、本研究では低温休眠を制御する神経経路のより詳細な探索・同定を試みたところ、低温休眠制御に関わるモノアミン神経伝達物質と神経ペプチドをそれぞれ発見した。現在これら神経伝達物質の受容体の探索とその機能解析を行っている。なお、これまでの成果をまとめた論文を投稿し、現在、審査中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
線虫の冬眠様現象である低温休眠を指標とした長寿変異株のスクリーニングシステムを樹立し、複数の長寿変異株を取得する事に成功した。得られた長寿変異株の全ゲノム解析より低温休眠と寿命を制御する遺伝子を複数同定し、新規の寿命制御遺伝子を発見した。また、線虫の低温休眠の制御に関わる神経伝達物質・神経ペプチドを発見した。これらの成果をまとめた論文を投稿し、現在審査中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究において低温休眠を制御する神経伝達物質が同定できたため、今後はそれら神経伝達物質の受容体の探索を試みる。また、長寿変異株のスクリーニングを通じて低温休眠を誘導する新規の変異株が得られたので、これまでに発見した低温休眠の制御メカニズムとの関連性を調べる事で、低温休眠の制御メカニズムをより詳細に解明する事を目指す。
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Report
(1 results)
Research Products
(5 results)
