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2014 Fiscal Year Annual Research Report

不完全変態昆虫概日時計の光同調機構の解析

Research Project

Project/Area Number 23370033
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

富岡 憲治  岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (30136163)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2015-03-31
Keywords概日リズム / 光同調 / 複眼 / 視物質 / 遺伝子 / RNA干渉
Outline of Annual Research Achievements

昨年度に引き続き、概日時計の光リセット機構、及び光周時計機構へのオプシンの役割を解析し、以下の結果を得た。
1.フタホシコオロギを用いて、光パルス照射後、1時間間隔で1齢幼虫頭部での各種時計遺伝子のmRNA発現量の変化を検討したところ、主観的夜前半の光パルス照射後にはまずPdp1の転写の上昇が生じ、続いてClockの転写が上昇し、その後periodが上昇すること、主観的夜の後半では、cycleの急激な低下が生ずることが分かった。一方、光同調に主要な役割を演ずるopsin-LW(opLW)をRNAiにより発現抑制したところ、opLW RNAiではこれらの応答は抑制されるとともに、活動リズムの位相変位も強く抑制された。これらの結果から、光による時計の同調の初期反応にClock, cycleの転写レベルの制御が関与することが示唆された。
2.タンボコオロギを用いて、opUV, opBlue, opLWをそれぞれRNAiにより発現抑制した個体での、概日活動リズムの光同調を検討した。opB RNAiでは同調時の位相が約3時間前進するが、明暗周期の位相前進・後退に伴う同調過程そのものはほぼ正常であること、opUV RNAiでは前進時の同調が促進されること、opLW RNAiでは前進後退ともにやや阻害されることが分かった。これらの結果は、概ねフタホシコオロギの結果と類似していた。
3.タンボコオロギ長日反応の光誘導相に誘導効果の高い緑色光または青色光パルス照射後に、頭部から抽出したmRNAを用いて、時計遺伝子の発現レベル、発現リズムの位相を検討したところ、periodの発現レベルが暗期に上昇しやや位相が前進すること、timelessは暗期後半の発現量が増加し位相がやや後退することが分かった。これらの結果から、オプシンによる位相設定が時計遺伝子により異なる可能性が示唆された。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (18 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 4 results) Book (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Green-sensitive opsin is the photoreceptor for photic entrainment of an insect circadian clock.2015

    • Author(s)
      Komada S., Kamae Y., Koyanagi M., Tatewaki K., Hassaneen E., Saifullah A.S.M., Yoshii T., Terakita A. and Tomioka K.
    • Journal Title

      Zoological Letters

      Volume: 1 Pages: 11

    • DOI

      10.1186/s40851-015-0011-6

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Circadian molecular clockworks in non-model insects2015

    • Author(s)
      Tomioka K., Matsumoto A.
    • Journal Title

      Current Opinion in Insect Science

      Volume: 7 Pages: 58-64

    • DOI

      10.1016/j.cois.2014.12.006

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Post-embryonic development of the circadian oscillations within and outside the optic lobe in the cricket, Gryllus bimaculatus.2014

    • Author(s)
      Uryu O., Tomioka K.
    • Journal Title

      Zoological Science

      Volume: 31 Pages: 237-243

    • DOI

      10.2108/zs130230

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Chronobiology of crickets: a review.2014

    • Author(s)
      Tomioka, K.
    • Journal Title

      Zoological Science

      Volume: 31 Pages: 624-632

    • DOI

      10.2108/zs140024

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The nuclear receptor genes HR3 and E75 are required for the circadian rhythm in a primitive insect2014

    • Author(s)
      Kamae Y., Uryu O., Miki T., Tomioka K.
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 9 Pages: e114899

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0114899

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] A molecular analysis of the circadian clock in a primitive insect, the firebrat Thermobia domestica.2015

    • Author(s)
      Tomioka K
    • Organizer
      RNA and Clock 2015
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台国際会議場
    • Year and Date
      2015-03-25 – 2015-03-26
    • Invited
  • [Presentation] タンボコオロギ光周測時に関わる光誘導相の検討2014

    • Author(s)
      吉賀亘、富岡憲治
    • Organizer
      日本動物学会第85回大会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-11
  • [Presentation] コオロギにおけるエピジェネティック因子E(z)の概日リズムおよび再生への関与2014

    • Author(s)
      濱田良真、板東哲哉、大内叔代、富岡憲治
    • Organizer
      日本動物学会第85回大会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-11
  • [Presentation] The nuclear receptor genes HR3 and E75 play an important role in the circadian rhythm generation in the firebrat, Thermobia domestica.2014

    • Author(s)
      Yuichi Kamae, Outa Uryu, Daiki Miki, and Kenji Tomioka
    • Organizer
      International Congress of Neuroethology 2014
    • Place of Presentation
      札幌国際会議場
    • Year and Date
      2014-07-29 – 2014-08-01
  • [Presentation] 昆虫の概日時計機構の比較生理学的研究.平成26年度日本比較生理生化学会賞受賞者講演2014

    • Author(s)
      富岡憲治
    • Organizer
      日本比較生理生化学会第36回大会
    • Place of Presentation
      札幌国際会議場
    • Year and Date
      2014-07-28 – 2014-07-28
    • Invited
  • [Presentation] Molecular approach to the circadian clock that controls locomotor rhythms in the cricket Gryllus bimaculatus.2014

    • Author(s)
      Tomioka K.
    • Organizer
      ICN Workshop, Ethology, neuroscience and genetics in crickets: How can they meet?
    • Place of Presentation
      北海道大学理学部
    • Year and Date
      2014-07-27 – 2014-07-27
    • Invited
  • [Presentation] Role of opsins in circadian and photoperiodic systems in crickets.2014

    • Author(s)
      Tomioka, K., Komada, S., Yoshiga, W., Tamaki, S.
    • Organizer
      The 30th Anniversary Meeting of Sapporo Symposium on Biological Rhythm
    • Place of Presentation
      北海道大学学術交流会館
    • Year and Date
      2014-07-25 – 2014-07-27
    • Invited
  • [Presentation] フタホシコオロギ時計関連遺伝子vrilleの概日時計機構における機能の解析2014

    • Author(s)
      楢崎弓奈、富岡憲治
    • Organizer
      日本動物学会中国四国支部 第66回大会
    • Place of Presentation
      岡山理科大学
    • Year and Date
      2014-05-10 – 2014-05-10
  • [Presentation] タンボコオロギ幼虫発育を制御する光周測時機構における光誘導相の検討2014

    • Author(s)
      吉賀亘、富岡憲治
    • Organizer
      日本動物学会中国四国支部 第66回大会
    • Place of Presentation
      岡山理科大学
    • Year and Date
      2014-05-10 – 2014-05-10
  • [Book] いつ動く、動物の動きを見てみよう-コオロギの活動リズム測定:連続写真撮影によるリズムの観察、日本比較生理生化学会編、研究者が教える動物実験 第2巻2015

    • Author(s)
      伊藤千紘、富岡憲治
    • Total Pages
      印刷中
    • Publisher
      共立出版
  • [Book] 生物時計、末光隆志他編、動物の事典2015

    • Author(s)
      富岡憲治
    • Total Pages
      印刷中
    • Publisher
      朝倉書店
  • [Book] The photoperiodic time-measurement system in the cricket, Modicogryllus siamensis., In K. Honma and S. Honma eds.: “Circadian Clocks”.2015

    • Author(s)
      Tomioka, K., Komada, S., Yoshiga, W., Ueda, H., Miki, T.
    • Total Pages
      印刷中
    • Publisher
      Hokkaido University Press
  • [Remarks] 時間生物学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.biol.okayama-u.ac.jp/tomioka1/tomioka_lab.html

URL: 

Published: 2016-06-10  

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