脊椎動物の季節適応機構の解明

• Project/Area Number: 26252054
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Integrative animal science
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 吉村 崇 名古屋大学, 生命農学研究科(WPI), 教授 (40291413)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000); Fiscal Year 2014: ¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
• Keywords: 生理学 / 畜産学

Outline of Annual Research Achievements

人類は有史以来、動物が季節に適応する能力に魅了されてきたが、その仕組みは謎に包まれている。応募者は特徴的な季節応答を示す動物を用いて、脊椎動物が春を感じる脳内情報伝達経路を解明してきた。しかし動物が様々な臓器を使って季節に適応する「臓器間ネットワーク」の作動原理は明らかにされていない。また概日時計を使って日長を測定する「臨界日長」の設計原理と温度の季節変化に適応する「温周性」の制御機構も明らかにされておらず、これらは生物学に残された大きな謎と言える。従来の研究で、下垂体の付け根に位置する下垂体隆起葉において、長日条件下で分泌される甲状腺刺激ホルモン(TSH)が、脳に春を告げるマスターコントロール因子して働くことを明らかにしていたが、このTSHが下垂体前葉から分泌されるTSHと体内で情報の混線を起こさない仕組みは謎に包まれていた。本研究では、この情報の混線の防止がTSHの組織特異的な翻訳後修飾によることを明らかにした。また、動物が体内時計を使って日照時間の変化を感知している仕組みは未解明である。概日リズムが異常な時計遺伝子欠損動物を用いて、この謎に迫ろうという試みが世界中で行われたが成功しておらず、全く別のアプローチが必要とされていた。そこで日本各地で採集された野生集団由来のメダカ系統を用いて臨界日長を明らかにしたところ、緯度の高い地域に生息するメダカは長い緯度の低い地域のメダカに比べて、臨界日長を持つことを明らかにした。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Intrinsic photosensitivity of deep brain photoreceptor (2014)
  • Author(s): Nakane, Y., Shimmura, T., Abe, H. and Yoshimura, T.
  • Journal Title: Current Biology Volume: 24 Issue: 13 Pages: R596-R597
  • DOI: 10.1016/j.cub.2014.05.038
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Universality and diversity in the signal transduction pathway that regulates seasonal reproduction in vertebrates (2014)
  • Author(s): Nakane Y, Yoshimura T.
  • Journal Title: Frontiers in Neuroscience Volume: 5 Pages: 115-115
  • DOI: 10.3389/fnins.2014.00115
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 季節リズムの制御メカニズム (2014)
  • Author(s): 大川妙子、吉村崇
  • Journal Title: 睡眠医療 Volume: 8 Pages: 203-209
• [Journal Article] 魚類の季節センサー (2014)
  • Author(s): 中根右介、池上啓介、飯郷雅之、吉村崇
  • Journal Title: 比較内分泌学 Volume: 40 Pages: 65-67
• [Presentation] Mechanism of seasonal time measurement in vertebrates (2014)
  • Author(s): Yoshimura T
  • Organizer: Okazaki Intitute for Integrative Bioscience Summer Course
  • Place of Presentation: 岡崎統合バイオサイエンスセンター（愛知県・岡崎市）
  • Year and Date: 2014-08-28
  • Invited
• [Presentation] Universality and diversity in the mechanism of vertebrate seasonal reproduction (2014)
  • Author(s): Yoshimura T
  • Organizer: Sapporo Symposium on Biological Rhythm
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2014-07-27
  • Invited
• [Presentation] Photoperiodism (2014)
  • Author(s): Yoshimura T
  • Organizer: Chronobiology Summer School
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2014-07-23
  • Invited
• [Presentation] Evolution and origin of vertebrate seasonal sensor (2014)
  • Author(s): Yoshimura T
  • Organizer: Society for Research on Biological Rhythms
  • Place of Presentation: Big Sky, Montana (USA)
  • Year and Date: 2014-06-17
  • Invited
• [Presentation] 動物が日照時間の変化を感知して季節を知る仕組みの解明 (2014)
  • Author(s): 吉村崇
  • Organizer: 第11回AMO討論会
  • Place of Presentation: 大阪大学（大阪府・吹田市）
  • Year and Date: 2014-06-06 – 2014-06-07
  • Invited
• [Book] Sturkie's Avian Physiology (2014)
  • Author(s): Scanes CG. (ed)
  • Total Pages: 1028
  • Publisher: Academic Press
• [Remarks] 脳内で直接光を感知して繁殖活動を制御する脳深部光受容器を同定
  • URL: http://www.itbm.nagoya-u.ac.jp/ja/research/2014/07/spring-yoshimura.php
• [Remarks] 脳内で直接光を感知して繁殖活動を制御する脳深部光受容器を同定
  • URL: http://www.itbm.nagoya-u.ac.jp/ja/research/20140710_Yoshimura_Press_Release_JP.pdf