2018 Fiscal Year Research-status Report
温度生物学の国際研究展開
International Activities Supporting Group
| Project Area | Integrative understanding of biological phenomena with temperature as a key theme |
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| Project/Area Number |
15K21744
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| Research Institution | Center for Novel Science Initatives, National Institutes of Natural Sciences |
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Principal Investigator |
富永 真琴 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 教授 (90260041)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今本 尚子 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (20202145)
梅田 眞郷 京都大学, 工学研究科, 教授 (10185069)
原田 慶恵 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (10202269)
中村 和弘 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (00548521)
土居 雅夫 京都大学, 薬学研究科, 教授 (20432578)
南 雅文 北海道大学, 薬学研究院, 教授 (20243040)
高木 昌宏 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (00183434)
久原 篤 甲南大学, 理工学部, 教授 (00402412)
岡部 弘基 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (20455398)
山田 哲也 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (90400374)
柴崎 貢志 群馬大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (20399554)
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| Project Period (FY) |
2015-11-06 – 2020-03-31
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| Keywords | 生理学 / 神経科学 / 温度生物学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1) ウツボP2X3遺伝子のクローニングを試みた。ヒアリTRPAチャネル遺伝子をクローニングし、機能解析を行った。食道上皮でのTRPV4発現と機能の解析を行った。（富永）2) アルツハイマー病の原因であるアミロイドペプチドと膜との相互作用について、膜の老化モデルを用いて調べた。藻類バイオマス生産における、温度と脂質成分組成の関係を調べ、より優れたバイオ燃料製造に活かす方法を検討した。（高木）3)個体の温度応答に関わる新規の分子としてKCNQ型カリウムチャネルやENDOU型RNA分解酵素を同定した。（久原）4) HikeshiとHsp70の温度依存的な物理化学的性質の変化による可能性と細胞内シグナリンが関与する可能性を解析した。（今本）5) 細胞刺激時に細胞膜構成因子であるリン脂質がどのような挙動を示すか、解析した。（梅田）6) 金ナノロッドを蛍光ナノダイヤモンド表面に結合させたハイブリッド粒子を作製し、細胞内の局所温度上昇を精密にコントロールする方法を確立した。（原田）7) 小胞体の構造と機能に異常が生じる疾患モデル細胞における細胞内温度計測を実施した。（岡部）8) 共著総説にまとめ、Annual Review of Physiology誌に発表した。（中村）9) マウスの肝臓におけるインスリン作用の低下が、交感神経活性の減弱による褐色脂肪組織の熱産生（＝エネルギー消費）の低下を引き起こし、体重増加の要因となることを発見した。（山田）10) 体温と体内時計に関する共同研究を推進した。（土居）11) 環境温度による快・不快情動生成機構を解明するため、自由行動下マウスからのリアルタイム神経活動計測をおこなった。（南）12) グリア細胞が浮腫を起こした際に、体温にプラスして細胞容積増大に伴う膜伸展刺激が生じることでTRPV4の異常活性化が惹起することを見いだした。（柴崎）
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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
1) TRPV4とagingの関連性解析を行っている。（富永）2)人工膜上で酸化コレステロールがアミロイドの重合にも関与している点を明らかにし、藻類バイオマスを利用した脂質研究について情報交換を行っている。（高木）3) 神経系における温度情報伝達に関わる新規の分子としてKCNQ型カリウムチャネルやENDOU型RNA分解酵素を同定した。（久原）4) Thermal shift アッセイで解析している。またHsp70核内輸送を阻害するプロヒビチンLigandの作用を調べている。（今本）5) 細胞刺激後におけるリン脂質分子の挙動について超解像顕微鏡を用いた検討を行っている。（梅田）6) アスペクト比の異なる金ナノロッドを用いたハイブリッド粒子にレーザー照射し、温度が上昇することを確認した。（原田）7) 疾患モデル細胞において定常状態における細胞内温度分布に異常が生じることを発見した。（岡部）8) Dr. Shaun Morrisonと体温調節の中枢神経機構を解明する実験計画の打ち合わせを行った。（中村）9) 肝インスリン作用の低下に由来し褐色脂肪の熱産生低下を引き起こす臓器間ネットワークにおいて、肝臓から分泌される液性因子が関与していることが該当因子をノックアウトしたマウスで確認した。（山田）10) 米カリフォルニア大と共同研究を実施した。英MRC研究所、米シンシナティ病院、フロリダ州大とはメール会議などで綿密な情報交換を行い共同研究を推進している。（土居）11)ファイバーフォトメトリーによる in vivo 蛍光計測法と蛍光カルシウムプローブと組み合わせることにより、マウスの環境温度選択行動中の神経活動計測を行っている。（南）12) 細胞浮腫の容積増大に伴うTRPV4異常活性化の分子機構を解析中であり、急性スライスパッチ法でTRPV4KOの神経活動の変化も解析中である。（柴崎）
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| Strategy for Future Research Activity |
1) カナダ マギル大学、中国Jiatong-Liverpool大学、韓国KIT、オマーン スルタンカブース大学等との共同研究を推進する。2) アミロイドの重合プロセスの抑制方法の研究を続ける。藻類のゲノム情報や代謝プロセス等の最新の研究成果に基づいた脂質合成メカニズム解析と、次世代バイオ燃料の生産に向けての条件最適化について研究を行う。（高木）3) 温度受容に関わる新規の分子の培養細胞などにおける生理学的解析を進める。（久原）4) 温度依存的にHsp70がオリゴマー形成することを証明するとともに、オリゴマー形成に関わるHsp70の構造を解析する。（今本）5) ホスファチジルセリンの挙動と温度との関連について検討を行う。（梅田）6) 作製した金ナノロッド結合FND粒子を使って、細胞内の局所温度を上昇させ、細胞の応答を調べる。（原田）7) 小胞体の観察法やその微小物理環境解析法を用いて小胞体の局在や状態解析と温度イメージングを同時に行う。（岡部）8) 論文などでの発表準備を進める。（中村）9) 肝臓から分泌される液性因子の作用メカニズムおよび生理学的意義の解明を行なう。（山田）10)米フロリダ州大Choogon Lee教授との共同研究を加速する。（土居）11)ファイバーフォトメトリー法を用いて、自由行動下のマウスから神経活動計測と脳内温度計測を同時に行う。（南）12) アストロサイト特異的TRPV4KOマウスを作製中であり、カルシウム活動・細胞代謝・細胞内温度に野生型マウスとの違いがあるのかを調べる。（柴崎）
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| Causes of Carryover |
当初計画していた海外との打合せについて一部先方機関との調整が順調に進まず年度中の遂行が一部困難になり次年度使用額が生じた。平成３０年度は、公募班員に対して、国際共同研究支援のアナウンスを行ったが、応募が少なく（３件）、やむを得ず次年度に繰り越した。今年度は公募アナウンスをより広く長期に渡って行い、公募班員・計画班員の国際共同研究を支援したい。
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