2019 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of GPCR-type novel temperature receptor
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19J10052
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
大西 康平 甲南大学, 自然科学, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | C. elegans / Temperature / GPCR / Cold tolerance |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、2つの方法を用いて新規のGPCR型温度センサー分子の候補遺伝子を同定し、解析を行った。１）RNAiによる遺伝子ノックダウン：RNAiを用いてGPCR遺伝子をそれぞれノックダウンして低温耐性を測定したのち、低温耐性に異常のあるGPCR遺伝子に関して発現解析を行い、温度受容ニューロンで発現しているものを同定した。２）当研究室において、温度受容ニューロンでの遺伝子発現プロファイルを調べる解析が行われた。その解析結果の中から、温度を受容しないニューロンと温度受容ニューロンを比較したデータを用いて、温度受容ニューロンで発現変動しているGPCRを幾つか同定した。これらをCRISPR/Cas9を用いて遺伝子をKOしたところ、いくつかの変異体で低温耐性異常があった。１）RNAiによる遺伝子ノックダウンから1つの候補遺伝子について発現解析を行ったところ、ADLと呼ばれるニューロンで発現していることがわかった。これまでの当研究室の解析からADLは温度受容ニューロンとして機能することが明らかとなっており、候補遺伝子の変異体は、これまでに報告されているADL温度受容ニューロンが異常になる変異体が示す低温耐性異常と同様の表現型であった。そこでカルシウムイメージングを用いてADLニューロンの温度に対する反応性を測定した結果、野生株と比較して、候補遺伝子の変異体ではADLの温度応答性が顕著に低下していることが明らかとなった。そして、これらの候補遺伝子の変異体の異常は、候補遺伝子のcDNAをADL特異的に発現させることにより回復したことから、候補遺伝子はADLにおいて機能し、温度情報伝達に関与することが示唆された。そこで、候補遺伝子が温度を受容するかを調べるために、温度上昇に対して反応しない味覚ニューロンに候補遺伝子を発現させると、味覚ニューロンが温度上昇に対して反応する可能性が得られた。
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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
理由 線虫C.elegansを用いて動物の温度受容メカニズムの解明を目指して新規のGPCR型温度センサー分子の探索を試み、候補となる複数のGPCR遺伝子を同定した。その中で、1つの候補GPCR遺伝子に関して解析を行い、異所的発現解析などからその候補GPCR遺伝子が温度を受容している可能性を示す結果が得られたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
本申請者は、C. elegansで低温耐性に関わる新規の候補GPCR遺伝子を発見し、温度受容ニューロンにおいて温度情報伝達に関与する可能性を得た。さらに、温度上昇に対して反応しない味覚ニューロンに候補遺伝子を発現させると、味覚ニューロンが温度上昇に対して反応するようになる可能性が得られたことから、候補遺伝子が温度受容体として機能する可能性が得られた。現在はより詳細に候補遺伝子の温度応答性、反応する温度閾値などを調べるために、培養細胞やアフリカツメガエルの卵母細胞に候補遺伝子を発現させ、電気生理学的解析を行おうとしている。
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Research Products
(5 results)
