冬眠哺乳類の季節性身体リモデリングを制御するエピジェネティック機構の解明
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22K19320
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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Medium-sized Section 44:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
曽根 正光 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (90599771)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 良文 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (10447443)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 冬眠 / エピジェネティクス / シリアンハムスター / 季節適応 / ハムスター / 季節 |
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| Outline of Research at the Start |
繁殖をはじめ自然界に生きる動物の行動は季節と密接に結びついている。哺乳類の冬眠は、冬季に代謝・熱産生を能動的に抑制し消費エネルギーを節約するための典型的な季節性行動である。そして、哺乳類は冬眠前後で様々な組織を作り替えるリモデリングを行うことがわかってきた。本研究ではシリアンハムスターをモデルとして、そのような季節性の身体リモデリングを、クロマチンの修飾変化という観点から研究する。これにより生物がいかにして長期的な気温変化や日長変化の傾向を正しく捉え、適応しているのか、その根本原理に迫ることができることができると考えられる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物においては開花のような季節性の現象には、長期的な環境の情報に基づいて、クロマチンを構成するヒストンの化学修飾を変化させ、遺伝子発現を変化させるエピジェネティクス制御と呼ばれる制御機構が重要な役割を果たすことが知られる。一方で哺乳類などの動物の季節性行動にエピジェネティクス制御がどのように関わっているか不明である。それを明らかにする目的で、シリアンハムスター（以下、ハムスター）の冬眠をモデルとしてその制御機構の研究を行った。
ハムスターは日長が短く低気温（短日寒冷）の環境に置かれると数ヶ月の準備期間を経て、代謝を極端に低下させる冬眠を発動する。冬眠期には10℃以下の低体温が数日続く深冬眠期と37℃程度の平常体温が半日程度続く中途覚醒を繰り返し、数ヶ月後、自発的に冬眠を終了して後冬眠期を迎える。このように異なる状態を遷移するハムスターのエピジェネティック変化を網羅的に解析するため、CUT&Tag法と呼ばれる手法を用いた。まず、全身代謝の中枢である肝臓に着目した。コラゲナーゼ灌流法によって分散、凍結保存したハムスター肝臓の細胞から抗修飾ヒストン抗体を用いてCUT&Tagシーケンシングライブラリを作製可能であることを確認した。次に長日温暖条件で飼育した個体、中途覚醒期の個体、後冬眠期の個体、短日寒冷条件でも冬眠しなかった個体それぞれから肝臓の細胞を分散し凍結保存した。さらに、in situ hybridizationなどの解析により冬眠期に大きく発現変動するホルモンの存在が明らかとなったことから、ホルモン分泌の主要な器官である脳下垂体にも着目した。本研究期間中に、凍結組織から脳下垂体の分散方法を確立した。
今後、様々な状態のハムスターの肝臓及び脳下垂体についてCUT&Tag解析を進めていく予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
