2015 Fiscal Year Research-status Report
宇宙実験によるメダカ破骨細胞の重力感知・応答機構の解析
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25514003
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
茶谷 昌宏 東京工業大学, 生命理工学研究科, 助教 (80628628)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 骨生物学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
微小重力環境の影響から宇宙飛行士の骨量は1ヶ月に１％程度減少することが知られている。重力と骨代謝の関係を明らかにするために、骨研究のモデル動物としてメダカを国際宇宙ステーションで飼育し、骨、骨の細胞、遺伝子発現にどのような変化が生じるのかを調べることを目的としていた。当初の目的通り、2012年と2014年の2度に渡って宇宙ステーションを利用した実験を実施できた。2012年の長期飼育実験では2カ月間の飼育を行い、骨量の減少、破骨細胞の活性化が見られ、さらにそれに関係するであろう、遺伝子発現の変化とミトコンドリアの形態異常を検出したので、それらのデータをまとめて論文に報告した（Chatani, et al., Scientific Reports 2015)。
続いて、2014年の実験では微小重力環境下に移動した際の初期応答について調べるため、打ち上げてから1週間の変化を中心に解析した。骨に関連した細胞が光るトランスジェニックメダカを生きたままジェルに埋め、宇宙ステーションで観察したところ、いくつかの系統で著しい発現変化が生じていることが明らかとなった。また、発現変化している遺伝子が多数みられ、それをまとめて現在論文投稿中である。
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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
2012年の宇宙実験後、それと同条件の地上対照群をサンプリングすることに時間を要したが、2015年の9月にScientific Reportsに論文が掲載された。その最初の長期実験論文を基盤とし、2度目の短期実験のデータをまとめあげ、現在、nature系列のMicrogravity論文投稿中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
論文のリバイスに備え、実験に対応できるようにトランスジェニックメダカ等の飼育状況、研究体制を整えておく。
重力に応答する遺伝子を調べるため、宇宙実験によって発現変動するとわかった遺伝子群を精査し、それらの遺伝子発現が可視化できるトランスジェニックラインの作製を目指し、この研究分野における新たな発見を目指す。
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| Causes of Carryover |
重力と骨の関連性を調べるために、国際宇宙ステーションを利用した宇宙実験を２回に渡っておこなった。最初の実験については結果をまとめ上げ、論文にしたが、２度目の実験に関しては現在論文投稿中である。その論文に関して、リバイス実験等の追加実験を想定しており、それにかかる費用を考えて次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
論文のリバイス実験の実験費用に用いる。オープンアクセスの論文がアクセプトされた際に、論文掲載費用に用いる。
今回得られた結果から、微小重力下で発現変動する遺伝子群が得られた。それらの遺伝子に関して、追加実験を行い、研究を発展させる。
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[Journal Article] Microgravity promotes osteoclast activity in medaka fish reared at the international space station2015
Author(s)
Masahiro Chatani, Akiko Mantoku, Kazuhiro Takeyama, Dawud Abduweri, Yasutaka Sugamori, Kazuhiro Aoki, Keiichi Ohya, Hiromi Suzuki, Satoko Uchida, Toru Sakimura, Yasushi Kono, Fumiaki Tanigaki, Masaki Shirakawa, Yoshiro Takano and *Akira Kudo
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 5
Pages: 14172
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Histological and transcriptomic analysis of adult Japanese medaka sampled onboard the international space station2015
Author(s)
Yasuhiko Murata, Takako Yasuda, Tomomi Watanabe-Asaka, Shoji Oda, Akiko, Mantoku, Kazuhiro Takeyama, Masahiro Chatani, Akira Kudo, Satoko Uchida, Hiromi Suzuki, Fumiaki Tanigaki, Masaki Shirakawa, Koichi Fujisawa, Yoshihiko, Hamamoto, *Shuji Terai, *Hiroshi Mitani
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Journal Title
PLOS ONE
Volume: 10
Pages: e0138799
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Early response to microgravity in the analysis of whole transcriptome and live imaging2015
Author(s)
Masahiro Chatani, Akiko Mantoku, Kazuhiro Takeyama, Hiroya Morimoto, Takehiko Ito, Naoki Tanigawa, Koji Kubota, Hiromi Suzuki, Satoko Uchida, Fumiaki Tanigaki, Masaki Shirakawa, Yoshiro Takano, Akira Kudo
Organizer
米国骨代謝学会（ASBMR; American Society for Bone and Mineral Research, Annual Meeting）
Place of Presentation
Washington State Convention Center, Seattle, Washington, USA
Year and Date
2015-10-09 – 2015-10-12
Int'l Joint Research
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