2021 Fiscal Year Research-status Report
Establishment of Biothermology which discusses heat and temperature in molecular, cellular and evolutionary aspects
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20K20303
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
亀井 保博 基礎生物学研究所, 生物機能解析センター, 特任准教授 (70372563)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 熱ショック応答 / HSF / 熱動態解析 / 温度計測 / biothermology |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は、生物における温度に関わる現象を理解するための理論を考えることである。まずは、さまざまな生物種HSF1の応答温度を、変温動物モデルとしてメダカ（個体）で、また、恒温動物モデルとしてマウス（培養細胞系）でそれぞれ統一した系で評価した。メダカ生体内（in vivo）での応答温度を検証するためのトランスジェニック動物での実証のため、熊本大学と共同研究でレシピエントであるメダカHSF1のKOを確立に関して論文化した（Frukawa et al, Sci Rep, 2019等）。これまでの経験から、熱ショック負荷方法が不安定であったため、より安定的な熱ショック温度と時間負荷のための実験系を確立した（論文投稿中）。2021年度は、これまでにクローニングを完了した約10種の生物種のHSF1から幾つかのクローンをメダカ胚に導入しトランスジェニック系統の作出を行った。
本課題で最も重要な「生体・細胞における熱の伝わり方の理解」のために、新たな生体内温度イメージング法を開発しているが、これまで大阪大学と共同研究で光毒性の少ない長波長域で励起が可能な温度プローブを開発（論文投稿中）し、培養細胞系への導入が完了した。赤外レーザー照射による温度変化を高速で観測するための顕微鏡を、基盤B（20H02586）の予算により導入した高速カメラを使って顕微鏡光学系を構築した。赤外レーザー照射による温度変化を上記温度プローブで確認した。一方で、メダカの蛍光を定量的に評価する顕微鏡ならびに画像解析法を確立し、共同研究として実施し、成果を報告した（Beppu et al, BBRC, 2022）。
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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
当該年度の目標としていたHSF1の導入実験および、高精度な熱ショック負荷系の構築ならびに投稿が行えたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
異種HSF1を導入したメダカ系統を使って、熱ショック応答温度の操作（低下）を確認して論文化すると共に、新規蛍光タンパク質温度プローブを駆使し、局所加熱時の温度動態観測ならびに解析を行う。
また、現在投稿中の論文、１新規蛍光タンパク質温度プローブ（共同研究）、および、２高精度温度負荷法の受理に向けて必要であれば追加実験を行う。
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| Causes of Carryover |
コロナウィルス感染症まん延に伴う様々な活動制限によって研究活動、特に学会発表や共同研究打合せの出張などが想定よりも減ったため使用額が少なくなった。本年度は最終年度であるため、海外を含めた学会等における成果発表等を活発に行う予定である。
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| Remarks |
研究室HP
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