2022 Fiscal Year Research-status Report
Genetic basis for heat avoidance behavior in Gekko japonicus
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21K15166
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
赤司 寛志 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特任助教 (00808644)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 温度感受性TRP / TRPA1 / ニホンヤモリ / ミナミヤモリ / 忌避体温 / 臨界最高体温（CTmax） / 臨界最低体温（CTmin） / RNA-seq |
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| Outline of Annual Research Achievements |
外温性動物の体温は温度環境に依存して変化するが、生命活動を維持する上で低体温や高体温を常に許容できるわけではなく、体温の過度な上昇を防ぐには自身にとって危険な温度を感知して避けることが重要になる。本研究の目的は、熱刺激に対する動物の応答行動にTRPA1がどのように関連しているかを明らかにすることであり、これにより生体熱センサーの進化的変化が行動の変化を制御している可能性を検討する。2022年度は、前年度の忌避体温に加え、ニホンヤモリの臨界最低温度（CTmin）および臨界最高温度（CTmax）を測定した。CTminおよびCTmaxは、それぞれインキュベータの庫内温度を徐々に下降あるいは上昇させ、行動できなくなる際の体温を測定した。さらに、系統的に近縁な沖縄本島に生息するミナミヤモリにおいても、忌避体温の測定とあわせてCTminおよびCTmaxを測定した。その結果、CTminはミナミヤモリにおいて有意に低く、忌避体温はニホンヤモリにおいて有意に高かった。CTmaxに種間差はなかったのの、ミナミヤモリはニホンヤモリに比べ、高温刺激に対して敏感に応答し、なおかつ低温刺激に対して脆弱であることを示唆しており、活動できる体温の幅が狭いことがわかる。熱応答行動の遺伝的基盤として、TRPA1の熱感受性をニホンヤモリに加えてミナミヤモリと比較することで、熱応答行動への寄与を検証することが可能になった。ニホンヤモリを26度、29度、33度の温度一定条件に晒した際のRNA-seqも実施しており、熱応答性の遺伝子を多数検出している。遺伝子発現の側面からもミナミヤモリとの比較解析によって熱応答行動に寄与する遺伝的要因を検出できる可能性がある。
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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
ニホンヤモリをモデルとして研究に着手していたが、温度刺激に対して異なる行動的応答を示すミナミヤモリを発見したことで、解析結果の妥当性を種間比較によって検証することが可能になった。特に、TRPA1の活性化温度と忌避体温との相関することが先行研究で示されているが、それを支持する解析対象種数はまだまだ十分とは言えない。ニホンヤモリとミナミヤモリを新たに種間比較の対象として扱えることは、本研究の目的達成に向けて有用な知見を得られたといえる。また、熱刺激に対する応答が種間で異なることから、TRPA1などの温度受容遺伝子の配列比較のみならず、RNA-seq解析による遺伝子発現の側面からの比較の有用性も見えてきた。評価として十分な進捗とはいかなかった理由は、当初予定していた2022年度にはじめに取り掛かるべきニホンヤモリにおけるTRPA1の機能解析を実施することができなかったためである。研究代表者の異動や共同研究先の共同研究受け入れの事情が変わったことが研究進捗に影響したため、研究そのものを断念する必要があるといった根本的な問題が生じたわけではない。また、当初の予定とは異なるが有用な知見が得られたため、おおむね順調と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ニホンヤモリおよびミナミヤモリTRPA1の活性化温度をパッチクランプ法によって測定し、熱応答行動の種間差との関連を明らかにする。また、前年度に実施していたニホンヤモリのRNA-seqの結果を踏まえて、ミナミヤモリのRNA-seqを加えた比較トランスクリプトーム解析を実施する。
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