栄養状態に応答して神経細胞の成長を調節する器官間相互作用

• 研究課題/領域番号: 15H02400
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 上村 匡 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (80213396)
• 連携研究者: 服部 佑佳子 京都大学, 大学院生命科学研究科, 助教 (50646768)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 28,860千円 (直接経費: 22,200千円、間接経費: 6,660千円); 2017年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円); 2016年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円); 2015年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
• キーワード: 器官形成 / 栄養 / 神経細胞 / 樹状突起 / 器官間相互作用 / 全身性シグナル因子 / 脂肪組織

研究成果の概要

ショウジョウバエの感覚神経をモデル系として、栄養環境が樹状突起の発達に与える影響を調べたところ、未知の栄養素の不足により樹状突起の分岐数が顕著に増加する表現型を見出した。また、神経細胞内のエネルギー変換能の低下がeIF2αのリン酸化を介した翻訳抑制を起こし、樹状突起の短縮に貢献していることを示した。さらに栄養環境を神経系に伝える組織の候補として脂肪体に注目し、その発生過程を可視化できる伝学的ツールを作製した。

研究成果

• [雑誌論文] Small conductance Ca2+-activated K+ channels induce the firing pause periods during the activation of Drosophila nociceptive neurons (2017)
  • 著者名/発表者名: Koun Onodera, Shumpei Baba, Akira Murakami, Tadashi Uemura, Tadao Usui
  • 雑誌名: eLife 巻: 6 ページ: 1-17
  • DOI: 10.7554/elife.29754
  • NAID: 120006358779
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mitochondrial dysfunction induces dendritic loss via eIF2α phosphorylation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Taiichi Tsuyama, Asako Tsubouch, Tadao Usui, Hiromi Imamura, and Tadashi Uemura.
  • 雑誌名: The Journal of Cell Biology 巻: 216(3) 号: 3 ページ: 815-834
  • DOI: 10.1083/jcb.201604065
  • NAID: 120006360787
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nutrient-dependent dendrite arborization of somatosensory neurons. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kaori Watanabe, Yuki Furumizo, Tadao Usui, Yukako Hattori, and Tadashi Uemura.
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 22(1) 号: 1 ページ: 105-114
  • DOI: 10.1111/gtc.12451
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 個体の成長と成熟を司る栄養応答システムの解明新学術創成研究機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 上村 匡
  • 学会等名: 革新的統合バイオ研究コア 栄養・代謝研究ワークショップ「生体トランジスタシスを司る栄養応答システムの動作基盤」
  • 招待講演
• [学会発表] Systemic TGFβ/Activin signaling governs adaptive metabolic responses to nutrient balances of Drosophila species. (2018)
  • 著者名/発表者名: 上村 匡
  • 学会等名: 京都生体質量分析研究会
• [学会発表] The regulatory mechanism provoking the robust avoidance behavior by small conductance Ca2+-activated K+ channels in Drosophila larval nociceptive neurons. (2018)
  • 著者名/発表者名: Koun Onodera
  • 学会等名: the 16th International Student Seminar
  • 国際学会
• [学会発表] Nutrient-dependent increased dendritic arborization of somatosensory neurons in Drosophila larvae. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasutetsu Kanaoka
  • 学会等名: the 16th International Student Seminar
  • 国際学会
• [学会発表] Nutrient-dependent increased dendritic arborization of somatosensory neurons in Drosophila larvae. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasutetsu Kanaoka
  • 学会等名: CDB Symposium 2018 “Dynamic Homeostasis: from Development to Aging”
• [学会発表] Deciphering distinct dietary responses governing growth among Drosophila species by comparative multi-omics approaches. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kaori Watanabe
  • 学会等名: HiHA第7回Workshop
  • 発表場所: 広島大学先端科学総合研究棟（東広島市）
  • 年月日: 2017-09-23
• [学会発表] Nutri-developmental biology：栄養バランス変化に適応して成長するシステムの追究. (2017)
  • 著者名/発表者名: 上村 匡
  • 学会等名: HiHA第7回Workshop
  • 発表場所: 広島大学先端科学総合研究棟（東広島市）
  • 年月日: 2017-09-23
  • 招待講演
• [学会発表] 被食者・捕食者双方の遺伝学を用いた個体成長を支える栄養基盤の追究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 服部佑佳子
  • 学会等名: 第４回発生における代謝を考える会
  • 発表場所: 京都大学（京都）
  • 年月日: 2017-02-20
  • 招待講演
• [学会発表] 栄養バランス変化に応じて成長する機構の解明に向けた種間比較解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡辺佳織
  • 学会等名: 第４回発生における代謝を考える会
  • 発表場所: 京都大学（京都）
  • 年月日: 2017-02-20
  • 招待講演
• [学会発表] The molecular basis of distinct adaptive responses to nutrient balances between generalist and specialist species. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Uemura
  • 学会等名: European Molecular Biology Laboratory Symposia "Metabolism in Time and Space: Emerging Links to Cellular and Developmental Programs"
  • 国際学会
• [学会発表] Nutrient-dependent increased dendritic arborization of somatosensory neurons in Drosophila larvae. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yasutetsu Kanaoka
  • 学会等名: The 3rd International Insect Hormone Workshop.
• [学会発表] The molecular basis of distinct adaptive responses to nutrient balances between generalist and specialist species. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Uemura
  • 学会等名: The 3rd International Insect Hormone Workshop
  • 招待講演
• [学会発表] Drosophila侵害覚ニューロンにおける発火パターンの制御機構～ 逃げるは恥だが役に立つ in science ～ (2017)
  • 著者名/発表者名: 小野寺 孝興
  • 学会等名: 第3回ユニークな少数派実験動物を扱う若手が最先端アプローチを勉強する会
• [学会発表] The regulatory mechanism provoking the robust avoidance behavior by small conductance Ca2+-activated K+ channels in Drosophila larval nociceptive neurons. (2017)
  • 著者名/発表者名: Koun Onodera
  • 学会等名: The 29th CDB Meeting: Mavericks, New Models in Developmental Biology
• [学会発表] Information processing mediated by firing rate fluctuations in Drosophila sensory system. (2017)
  • 著者名/発表者名: Koun Onodera
  • 学会等名: Kyoto University Cell Biology, Developmental Biology, and Systems Biology Course Meeting
• [学会発表] 個体成長において栄養バランス変化への適応を支える全身性シグナル経路 Systemic signaling for adaptation to nutrient balances in animal growth. (2017)
  • 著者名/発表者名: 上村 匡
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Drosophila幼虫侵害覚ニューロンにおけるsmall conductance Ca2+依存性K+チャネルを介した制御機構により忌避行動が促進される The regulatory mechanism provoking the robust avoidance behavior by small conductance Ca2+-activated K+ channels in Drosophila larval nociceptive neurons. (2017)
  • 著者名/発表者名: 小野寺 孝興
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] FRET型ATPセンサーを用いたショウジョウバエ神経細胞におけるATPの濃度と消費速度の可視化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 津山 泰一
  • 学会等名: 日本生体エネルギー研究会第43回討論会
• [学会発表] The molecular basis of distinct responses to nutrient balances between generalist and specialist species栄養バランス変化に適応し成長する分子機構の解明に向けて (2016)
  • 著者名/発表者名: Yukako Hattori
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-11-30
  • 招待講演
• [学会発表] Deciphering distinct dietary responses governing growth among Drosophila species by comparative multi-omics approaches. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kaori Watanabe
  • 学会等名: The 12th Japanese Drosophila Research Conference(JDRC12)
  • 発表場所: Rikkyo University(Tokyo)
  • 年月日: 2016-09-11
• [学会発表] The molecular basis of distinct responses to nutrient balances between Drosophila generalist and specialist species. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yukako Hattori
  • 学会等名: The 12th Japanese Drosophila Research Conference(JDRC12)
  • 発表場所: Rikkyo University(Tokyo)
  • 年月日: 2016-09-11
• [学会発表] 栄養バランス変化に適応して成長する生体システムの解明に向けて (2016)
  • 著者名/発表者名: 服部 佑佳子
  • 学会等名: 第88回遺伝学会
  • 発表場所: 日本大学国際関係学部三島校舎（静岡県三島市）
  • 年月日: 2016-09-07
  • 招待講演
• [学会発表] 栄養バランス依存的な個体成長システム―種間比較マルチオミックス解析― (2016)
  • 著者名/発表者名: 上村 匡
  • 学会等名: 生物資源ゲノム解析拠点シンポジウム・研究発表会「NGS情報をどう活かすか、基礎から応用まで」
  • 発表場所: 東京農業大学（東京）
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] Neuronal processing of harmful stimuli mediated by dendritic Ca2+ rises and specific firing patterns. (2016)
  • 著者名/発表者名: 小野寺 孝興
  • 学会等名: 第15回京都大学・国立台湾大学・筑波大学合同「分子細胞生物学シンポジウム」(the 15th International Symposium)
  • 国際学会
• [学会発表] Comparative studies of the nocifensive behaviors of Drosophila species and the firing properties of the somatosensory neurons. (2016)
  • 著者名/発表者名: 西村 理沙
  • 学会等名: 第15回京都大学・国立台湾大学・筑波大学合同「分子細胞生物学シンポジウム」(the 15th International Symposium)
  • 国際学会
• [学会発表] Deciphering the molecular basis of responses to nutrient balances governing animal growth (2016)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Uemura
  • 学会等名: Duke Nus Medical School NBD Invited Speaker Seminar
  • 招待講演
• [学会発表] 栄養バランス依存的な個体成長システム-種間比較マルチオミックス解析- (2016)
  • 著者名/発表者名: 上村 匡
  • 学会等名: 生物資源ゲノム解析拠点シンポジウム・研究発表会「NGS情報をどう活かすか、基礎から応用まで」
• [学会発表] Neuronal processing of harmful stimuli mediated by dendritic Ca2+ rises and specific firing patterns. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tadao Usui
  • 学会等名: The 12th Japanese Drosophila Research,Conference(JDRC12)
• [学会発表] Comparative studies of the nocifensive behaviors of Drosophila species and the firing properties of the somatosensory neurons. (2016)
  • 著者名/発表者名: Risa Nishimura
  • 学会等名: The 12th Japanese Drosophila Research Conference(JDRC12)
• [学会発表] Nutri-developmental biology：栄養バランス変化に適応して成長するシステムの追究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 上村 匡
  • 学会等名: HiHA第7回Workshop
  • 招待講演
• [学会発表] 痛覚ニューロンの特異的な発火パターンによる適応的な逃避行動制御メカニズムの追究 The control of adaptive escape behavior by the induction of specific firing patterns in primary somatosensory neurons (2016)
  • 著者名/発表者名: 碓井理夫
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
• [図書] "The Cadherin Superfamily" Chapter 10 Seven-pass transmembrane cadherin CELSRs, and Fat4 and Dchs1 cadherins: from planar cell polarity to three-dimensional organ architecture. (2016)
  • 著者名/発表者名: Dongbo Shi, Masaki Arata, Tadao Usui, Toshihiko Fujimori and Tadashi Uemura.
  • 総ページ数: 25
  • 出版者: Springer Publishing Company
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.cellpattern.lif.kyoto-u.ac.jp/