Molecular physiological studies of in vivo hypoxia niche: formation, sensing and adaptation

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Oxygen biology: a new criterion for integrated understanding of life
• Project/Area Number: 26111004
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Mori Yasuo 京都大学, 工学研究科, 教授 (80212265)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 矢部 大介 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (60378643) ; 長嶋 一昭 京都大学, 医学研究科, 講師 (40324628)
• Research Collaborator: NAGAMATSU go ; TAKUBO keiyo ; MORI masayuki ; KUROKAWA tatsuki ; SAKAGUCHI reiko
• Project Period (FY): 2014-07-10 – 2019-03-31
• Keywords: 酸素 / 活性酸素種 / 細胞シグナル / イメージング

Outline of Final Research Achievements

In order to elucidate mechanisms underlying formation, sensing, adaptation, and their significance for physiological hypoxia environment in vivo, I investigated how acute hypoxia responses, which are distributed ubiquitously throughout the mammalian body, are integrated as neural outputs in the respiratory regulation. Also, in collaboration with other members of our innovative area, I developed new imaging techniques by combining our own probes for oxygen, ROS, and energy production with multiphoton imaging systems, and succeeded in quantifying their presence in vivo . Moreover, I addressed questions from biological perspectives how oxygen environment in vivo controls signaling cascades and gene transcription.

Free Research Field

分子生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

酸素センサー細胞・分子の同定を中心に、生体内低酸素環境の形成・感知・適応の基盤となる機構、及びその意義の理解を前進させることができた。また、酸素生物学分野は大きく変化、拡大しており、研究者間の相互連携が取りにくい分散的状況にあったが、本研究を含む領域の活動により、この解決に向けた大きな一歩を踏み出すことができた。本成果は異分野の世界的な統合・再構築は、日本の学術レベルと世界におけるプレゼンスの向上・強化に貢献した。さらに、基礎生物学、医科学、薬学、農学を含めた幅広い分野に関係し、臨床医学、医工学、食品・発酵化、環境科学やケミカルバイオロジーといった学際・応用分野の発展にも結び付いた。