2016 Fiscal Year Research-status Report
マウス睡眠覚醒制御遺伝子のサプレッサースクリーニング
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16K15187
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
船戸 弘正 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 教授(WPI-IIIS) (90363118)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 睡眠覚醒 / フォワード・ジェネティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請時には顕著なノンレム睡眠時間の延長を示すSleepy変異家系と示していたが、正しい遺伝子名を平成28年度にNature誌に公表することができた。Sleepy変異家系は、リン酸化酵素であるSIK3をコードする遺伝子のスプライス変異によって生じ、エクソンがスキップすることによって、優性の効果を示す。SIK3はAMPKファミリーに属するリン酸化酵素であり、脳に広範に発現している。
睡眠覚醒異常を指標とした、哺乳類を用いたフォワード・ジェネティクス研究の強力さとユニークさを広くアピールすることができた。本研究はこの家系を用いたサプレッサー・スクリーニングであり、研究成果以前に研究アプローチ自体がユニークなものである。
エチルニトロソウレア投与量やプロトコールの違いによるランダム点突然変異の頻度を検討するため、筑波大学村谷研究室に依頼し、全エクソームシーケンスを実施した。新潟大学崎村研究室で作成されたC57BL/6N系統のSIK3遺伝子変異マウスを用いている。これらのマウスは、エチルニトロウレア投与の有無にかかわらず、基礎的な睡眠覚醒行動は、ランダム点突然マウススクリーニングによって得られたSleepy家系と全く同じ睡眠異常を示す。睡眠測定や睡眠覚醒行動解析は、脳波筋電図に基づき行っている。実際のスクリーニングには、C57BL/6Nの純系ではなく、C57BL/J雌と交配させたF1世代を用いている。
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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
本研究そのものの基盤となる研究データを大きくアピールすることができた。研究計画に乗っ取り、ランダム点突然マウス由来の家系ではなく、新潟大学崎村研究室で作成されたC57BL/N系統にSIK3変異を導入したマウスを用いた検討を行っている。
また、申請時には、全エクソームシーケンスをテキサス大学サウスウェスタンメディカルセンターのNext Gen Sequence coreで行う計画であったが、筑波大学村谷研究室に、全エクソームシーケンスを依頼できるようになった。すでに複数の依頼を行い、最高品質の結果が短時間のうちに得られることを確認している。研究スキーム上の進展によって、約3ヶ月の時間短縮が可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
マウスを用いたフォワード・ジェネティクス研究の経験から、成功のために最も重要なファクターは、粘り強くスクリーニングを続け、多くの点突然変異マウスの睡眠を地道に測定し続けることであると認識している。
今後も、研究計画にのっとり、サプレッサー・スクリーニングを継続していく。
概して、SIK3変異マウスは自然交配では産仔数、生育仔数が非常に少ないため、人工授精によって計画的に仔を得て、雄の睡眠覚醒を検討している。雌を使用しない理由は、エストラスサイクルによる睡眠への影響と、雄よりも基礎的に覚醒時間が長いために、より覚醒時間が延長するマウスが得られにくいと考えられるためである。また、染色体マッピングのために次世代を得る上でも、精子の方が多くの仔を一度に得られる利点がある。
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| Causes of Carryover |
マウスの産生数、飼育数、実験前後の死亡数など、必ずしも事前の計算通りには進まないため、若干の次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
マウス使用数の若干修正のみで次年度使用額は吸収される。特に、大きな実験計画変更は予定していない。
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[Journal Article] Forward-genetics analysis of sleep in randomly mutagenized mice2016
Author(s)
Hiromasa Funato, Chika Miyoshi, Tomoyuki Fujiyama, Takeshi Kanda, Makito Sato, Zhiqiang Wang, Jing Ma, Aya Ikkyu, Miyo Kakizaki, Noriko Hotta-Hirashima, Satomi Kanno, Manabu Abe, Fumihiro Sugiyama, Satoru Takahashi, Kenji Sakimura, Yu Hayashi, Qinghua Liu, Kazuhiko Kume, Shigeharu Wakana, Masashi Yanagisawa et al.
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Journal Title
Nature
Volume: 539
Pages: 378-383
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Identification of mutations through dominant screening for obesity using C57BL/6 substrains2016
Author(s)
Mohammad Sarowar Hossain, Fuyuki Asano, Tomoyuki Fujiyama, Chika Miyoshi, Makito Sato, Aya Ikkyu, Satomi Kanno, Noriko Hotta, Miyo Kakizaki, Takato Honda, Staci J. Kim, Shigeharu Wakana, Hiromasa Funato, Masashi Yanagisawa et al
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 6:32453
Pages: 1-15
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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