2022 Fiscal Year Annual Research 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, 超階層生物学センター, RMC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の確立に関して論文化した（Frukawa et al, Sci Rep, 2019等）。2022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。また、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し、培養細胞系への導入が完了し、基盤B課題として並行して進めてき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ハイスピードカメラを導入した顕微鏡を開発し、同プローブ発現細胞により細胞内の熱伝導の動態観察に成功した（Lu et al. Nano Letters 2022）。この赤外レーザー顕微鏡を共同研究にも利用して、線虫の接着シグナル分子の機能解析（Suzuki et al. DGD 2023）、クロナマコの細胞系譜解析（Udagawa et al. Dev. Biol. 2022）の成果も得た。さらに、局所加熱のレーザーパワーと照射時間と細胞体積の相関を統計解析をして誘導効率を最大にする条件の検討も行った（Tomoi et al. Front. Plant Biol. 2023）。
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Research Products
(13 results)
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[Journal Article] Targeted single-cell gene induction by optimizing the dually regulated CRE/loxP system by a newly defined heat-shock promoter and the steroid hormone in Arabidopsis thaliana2023
Author(s)
Takumi Tomoi, Toshiaki Tameshige, Eriko Betsuyaku, Saki Hamada, Joe Sakamoto, Naoyuki Uchida, Keiko U Torii, Kentaro K Shimizu, Yosuke Tamada, Hiroko Urawa, Kiyotaka Okada, Hiroo Fukuda, Kiyoshi Tatematsu, Yasuhiro Kamei, Shigeyuki Betsuyaku
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Journal Title
Frontiers in Plant Science
Volume: in press
Pages: in press
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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