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Investigation of accumulation and transport mechanisms of vitamin E in a mammalian hibernator

Research Project

Project/Area Number 22K20621
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0701:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Yamauchi Akari  北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (00951394)

Project Period (FY) 2022-08-31 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords冬眠 / 低温耐性 / シリアンハムスター / ビタミンE / α-トコフェロール輸送タンパク質
Outline of Research at the Start

冬眠する哺乳類であるシリアンハムスターは、ビタミンEの一種であるα-トコフェロール (αT)を身体に高濃度に蓄積し低温耐性を獲得する。しかし、ハムスターの低温耐性に重要なαTの蓄積・全身分配の分子メカニズムは不明である。本研究では、ハムスターの高濃度αT蓄積・全身への輸送機構にαT輸送タンパク質(alpha-tocopherol transfer protein: TTPA)が果たす役割の解明を目指す。その為に、①ハムスターTTPAの分子特性を明らかにする。②ゲノム編集技術を用いてTTPA遺伝子ノックアウトハムスターを作製し、冬眠する哺乳類の低温耐性へのTTPAの関与を検証する。

Outline of Final Research Achievements

A hibernating mammal, Syrian hamsters, accumulate high levels of α-tocopherol (αT), a type of vitamin E, in their bodies and acquire cold tolerance. However, it is unclear that the molecular mechanism of accumulation and systemic transport of αT, which is important for cold tolerance in hamsters. In this study, to approach this point, we 1) focused on alpha-tocopherol transfer protein (TTPA) and identified differences in the multimer size of TTPA between hibernating and non-hibernating mammals, 2) prepared for the production of genetically modified animals, and 3) found potential enhancement of the very low density lipoprotein secretion pathways during hibernation by gene expression analysis and lipidomics.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、ハムスターの高濃度ビタミンEの蓄積・分配機構の理解のための基礎となる成果が得られた。本研究で見出された遺伝子について、細胞や個体における役割を検証していくことにより、低温耐性機構の理解に寄与すると予想される。また得られた知見により、低温耐性を持たないヒトの細胞・臓器の低温保存技術等、医療分野への応用が期待できる。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] The ice-binding site of antifreeze protein irreversibly binds to cell surface for its hypothermic protective function2023

    • Author(s)
      Yang Yue、Yamauchi Akari、Tsuda Sakae、Kuramochi Masahiro、Mio Kazuhiro、Sasaki Yuji C.、Arai Tatsuya
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 682 Pages: 343-348

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.10.015

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 不凍タンパク質の製品化2023

    • Author(s)
      津田 栄、山内彩加林、新井達也
    • Journal Title

      科学と工業

      Volume: 97(7)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] 昆虫由来不凍タンパク質の氷結晶結合機能と細胞保護機能2023

    • Author(s)
      山内 彩加林、津田 栄
    • Journal Title

      低温科学

      Volume: 81 Pages: 37-49

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 冬眠する哺乳類と変温動物の低温適応機構2023

    • Author(s)
      山内 彩加林、山口良文
    • Journal Title

      BIO Clinica

      Volume: 38 (4) Pages: 6-10

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] Adsorption of ice-binding proteins onto whole ice crystal surfaces does not necessarily confer a high thermal hysteresis activity2022

    • Author(s)
      Arai Tatsuya、Yamauchi Akari、Yang Yue、Singh Shiv Mohan、Sasaki Yuji C.、Tsuda Sakae
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41598-022-19803-3

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] シリアンハムスター の冬眠に向けた脂質代謝変化の網羅的リピドミクス解析2024

    • Author(s)
      山内彩加林、山下純平、杉浦悠毅、松岡悠太、曽根正光、山口良文
    • Organizer
      第101回日本生理学会
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 哺乳類の冬眠の制御に関わる分子・遺伝子に迫る2024

    • Author(s)
      山内彩加林
    • Organizer
      文部科学省と附置研センターとの定例ランチミーティング
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  • [Presentation] 冬眠哺乳類シリアンハムスターの脂質代謝関連組織における脂質プロファイリング2023

    • Author(s)
      山内彩加林、山下純平、杉浦悠毅、松岡悠太、曽根正光、山口良文
    • Organizer
      第5回 冬眠休眠研究会
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  • [Presentation] 冬眠哺乳類シリアンハムスターの脂質代謝関連組織における脂質プロファイリング2023

    • Author(s)
      山内彩加林、山下純平、杉浦悠毅、松岡悠太、曽根正光、山口良文
    • Organizer
      冬眠生物学2.0領域会議
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 哺乳類の冬眠を支える低温耐性に必要な因子は何か2023

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      山口良文、三橋ののか、大塚玲桜、奥津風香、山内彩加林、曽根正光
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
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  • [Presentation] On the intrinsic and extrinsic factors that contribute to hibernation ~ a lesson from Syrian hamsters2023

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      Yoshifumi Yamaguchi, Satoshi Nakagawa, Reo Otsuka, Nanaka Matsuoka, Fuuka Okutsu, Junpei Yamashita, Akari Yamauchi
    • Organizer
      MBSJ online Symposium
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 冬眠する哺乳類が有する低温耐性の分子基盤2023

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      山口良文、曽根正光、三橋ののか、羽田 龍史、大塚玲桜、山内彩加林
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      第46回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] 不凍タンパク質の氷結晶結合機能と細胞保護機能 ~生物の低温適応の分子メカニズムに迫る~2023

    • Author(s)
      山内彩加林
    • Organizer
      生物物理若手の会 北海道支部
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 哺乳類の冬眠の不思議に迫る2023

    • Author(s)
      山内彩加林
    • Organizer
      令和5年度低温科学研究所公開講座
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  • [Presentation] 日本産越冬性昆虫オオクワガタ由来不凍タンパク質の発見2022

    • Author(s)
      山内彩加林、新井達也、津田栄
    • Organizer
      第67回低温生物工学会
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  • [Presentation] 昆虫由来不凍タンパク質は哺乳動物細胞を-5℃でも生存可能にする2022

    • Author(s)
      山内彩加林、近藤英昌、新井達也、津田栄
    • Organizer
      第60回日本生物物理学会
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  • [Presentation] 不凍タンパク質と粘性物質を組み合わせた培養細胞の新規凍結保護剤2022

    • Author(s)
      張陸岩、山内彩加林、津田栄、大山恭史、近藤英昌
    • Organizer
      第60回日本生物物理学会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] オオクワガタ由来不凍タンパク質の特性評価2022

    • Author(s)
      飯田裕喜、新井達也、山内彩加林、津田栄、大山恭史、近藤英昌
    • Organizer
      第60回日本生物物理学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] The structure-function relationship of ice-binding proteins from cold-adapted organisms2022

    • Author(s)
      Akari Yamauchi
    • Organizer
      IBP International seminar series 2021-2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2022-09-01   Modified: 2025-01-30  

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