2020 Fiscal Year Annual Research Report
冬眠発動の分子機構：深冬眠実行の分子基盤と飢餓性休眠との共通性の解明
| Project Area | Mammalian hibernation biology ~ survival strategies via hypometabolism and hypothermia |
|---|
| Project/Area Number |
20H05766
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
山口 良文 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (10447443)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邊 正知 福山大学, 薬学部, 准教授 (30306203)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-10-02 – 2023-03-31
|
| Keywords | 哺乳類の冬眠 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
哺乳類の冬眠・休眠は、寒冷下で体熱産生を抑制した能動的低代謝状態で乗り切る生存戦略である。季節性に生じる冬眠では、長時間の低体温・不動状態の「深冬眠」とそこから自発的に復温する「中途覚醒」を幾度も繰り返す。しかし、その制御機構はほとんど不明である。我々は小型冬眠動物シリアンハムスターの深冬眠の際に大幅に発現変動する遺伝子群(DEGs)を、網羅的遺伝子発現解析から同定した。本研究では、DEGsの中でも全身性に発現変動が生じるDEG1に関して、遺伝子欠損マウスおよびシリアンハムスターを作出し、代謝生理学的解析、分子生物学・生化学的解析等により、冬眠・休眠制御におけるDEG1の機能を明らかにすることを目指す。
採択初年度の本年度は、DEG1が冬眠・休眠に果たす役割の解明のため、まず飢餓誘導性休眠および冬眠における表現型の解析を行った。まず、作出したDEG1欠損マウスを絶食による飢餓にさらすと、野生型マウスでは発動するはずの飢餓誘導性休眠が発動しないことが判明した。そこで次に、作出したDEG1欠損シリアンハムスターを短日・寒冷条件下で長期間飼育し、冬眠誘導実験を行った。まだ検討できた個体数が少ない状況なので、その結果については個体数を増やした検証結果がでる翌年度に記す。なお、DEG1は温暖長日条件の非冬眠期にも発現しており、冬眠期以外にも機能することで、全身性の欠損動物では冬眠前に異常が生じてしまう可能性もある。そこでDEG1の機能を冬眠期特異的に阻害する系の構築の検討を開始した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
その遺伝子発現変動パターンから冬眠制御に関わると予想される遺伝子DEG1について、飢餓誘導性休眠および冬眠における役割の検証を進めることができている。こうした機能欠損変異体を用いて、特定遺伝子の冬眠への影響を検証した研究はまだ他に例がなく、冬眠研究分野において極めて先駆的な仕事となると予想される。
|
| Strategy for Future Research Activity |
シリアンハムスターの冬眠におけるDEG1遺伝子の役割解明をさらに続ける。具体的には、冬眠の発動に与える影響を個体数を増やした実験により検証する。さらにDEG1欠損シリアンハムスターおよびマウスで生じる変化をとらえるため、遺伝子発現変化の網羅的プロファイリングへの準備を進める。
|
