時計細胞間コミュニケーションの役割

• 研究課題/領域番号: 15H05600
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 動物生理・行動
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 吉井 大志 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (50611357)
• 研究協力者: Charlotte Helfrich-Förster
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 23,400千円 (直接経費: 18,000千円、間接経費: 5,400千円); 2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2015年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
• キーワード: 概日時計 / 体内時計 / 時間生物学 / キイロショウジョウバエ / 神経回路

研究成果の概要

多くの動物で、活動や睡眠・覚醒などの概日行動リズムを制御する中枢機構は、脳に存在することが知られている。しかし、概日時計の研究が最も進んでいる動物キイロショウジョウバエにおいても、脳内時計細胞の神経ネットワークの全容は明らかになっていない。本研究では、環境の変化によって概日時計を構成する神経細胞群の役割を明らかにすることができ、さらに新規の概日時計出力因子CCHamide1神経ペプチドを同定することができた。また、時計細胞群の神経突起の同定とその機能的な接続においても成果を挙げることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

概日時計はヒトを含む多くの動物が持つ生物時計機構である。哺乳類などの非常に高度な脳を持つ動物では、概日時計の神経回路の全容を明らかにすることは非常に困難であるが、細胞数が比較的少ないキイロショウジョウバエを用いることで、概日時計を構成する神経回路の形態と機能的役割の一端を明らかにすることができた。哺乳類で報告されている概日時計の神経回路との相似性も見出すことができており、昆虫と哺乳類という進化的に離れている種においても、保存されている神経機構があることが考えられる。

研究成果

• [国際共同研究] 北京大学(中国)
• [国際共同研究] Wurzburg大学(ドイツ)
• [国際共同研究] University of Wuerzburg(ドイツ)
• [国際共同研究] University of Wuerzburg(ドイツ)
• [国際共同研究] University of Wuerzburg(ドイツ)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] Hub-organized parallel circuits of central circadian pacemaker neurons for visual photoentrainment in Drosophila (2018)
  • 著者名/発表者名: Li MT, Cao LH, Xiao N, Tang M, Deng B, Yang T, Yoshii T, Luo DG
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 9 号: 1 ページ: 4247-4247
  • DOI: 10.1038/s41467-018-06506-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The CCHamide1 Neuropeptide Expressed in the Anterior Dorsal Neuron 1 Conveys a Circadian Signal to the Ventral Lateral Neurons in Drosophila melanogaster (2018)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara Yuri、Hermann-Luibl Christiane、Katsura Maki、Sekiguchi Manabu、Ida Takanori、Helfrich-F?rster Charlotte、Yoshii Taishi
  • 雑誌名: Frontiers in Physiology 巻: 9 ページ: 1-15
  • DOI: 10.3389/fphys.2018.01276
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A tug-of-war between Cryptochrome and the visual system allows the adaptation of evening activity in long summer days in Drosophila melanogaster. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kistenpfennig C, Nakayama M, Nihara R, Tomioka K, Helfrich-Foerster C, Yoshii T
  • 雑誌名: Journal of Biologial Rhythms 巻: 33 号: 1 ページ: 24-34
  • DOI: 10.1177/0748730417738612
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Neuroanatomical details of the lateral neurons of Drosophila melanogaster support their functional role in the circadian system (2018)
  • 著者名/発表者名: Schubert Frank K.、Hagedorn Nicolas、Yoshii Taishi、Helfrich-F?rster Charlotte、Rieger Dirk
  • 雑誌名: The Journal of Comparative Neurology 巻: 526 号: 7 ページ: 1209-1231
  • DOI: 10.1002/cne.24406
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] キイロショウジョウバエの概日温度適応 (2017)
  • 著者名/発表者名: UMEZAKI Yujiro、YOSHII Taishi
  • 雑誌名: 比較生理生化学 巻: 34 号: 3 ページ: 80-91
  • DOI: 10.3330/hikakuseiriseika.34.80
  • NAID: 130006146314
  • ISSN: 0916-3786, 1881-9346
  • 査読あり
• [雑誌論文] 特集 時間生物学の新展開 ショウジョウバエ中枢概日時計の神経機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉井大志・富岡憲治
  • 雑誌名: 生体の科学 巻: 67 号: 6 ページ: 532-535
  • DOI: 10.11477/mf.2425200546
  • ISSN: 0370-9531, 1883-5503
  • 年月日: 2016-12-15
• [雑誌論文] Circadian light-input pathways in Drosophila. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshii T, Hermann-Luibl C, Helfrich-Förster C
  • 雑誌名: Communicative & Integrative Biology 巻: 9 号: 1 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1080/19420889.2015.1102805
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Suppressive effects of dRYamides on feeding behavior of the blowfly, Phormia regina (2015)
  • 著者名/発表者名: Maeda T, Nakamura Y, Shiotani H, Hojo M, Yoshii T, Ida T, Sato T, Yoshida M, Miyazato M, Kojima M, Ozaki M
  • 雑誌名: Zoological Letters 巻: 1 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1186/s40851-015-0034-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cryptochrome-dependent and -independent circadian entrainment circuits in Drosophila. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshii T, Hermann-Luibl C, Kistenpfennig C, Schmid B, Tomioka K, Helfrich-Foerster C
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 巻: 35 号: 15 ページ: 6131-6141
  • DOI: 10.1523/jneurosci.0070-15.2015
  • NAID: 120005702488
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] キイロショウジョウバエ概日行動リズムを制御する神経回路 (2019)
  • 著者名/発表者名: 吉井大志
  • 学会等名: 第63回日本応用動物昆虫学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] キイロショウジョウバエの複眼光受容体と時計細胞を繋ぐ神経回路の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中山達宏, 吉井大志
  • 学会等名: 第70回日本動物学会中国四国支部大会
• [学会発表] キイロショウジョウバエにおける新規概日出力因子CCHamide1の概日発現リズム (2018)
  • 著者名/発表者名: 桂万喜，藤原有里，吉井大志
  • 学会等名: 第89回日本動物学会
• [学会発表] キイロショウジョウバエ概日時計の光同調に関与する視覚に介在ニューロン (2018)
  • 著者名/発表者名: 中山達宏，吉井大志
  • 学会等名: 第89回日本動物学会
• [学会発表] キイロショウジョウバエ時計細胞におけるGAL4発現系統の網羅的探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 関口学, 井上浩太郎, 吉井大志
  • 学会等名: 第25回日本時間生物学会学術大会
• [学会発表] キイロショウジョウバエの新規概日出力因子CCHamide1はs-LNv 時計細胞からの出力に影響を与える (2018)
  • 著者名/発表者名: 桂万喜, 藤原有里, 吉井大志
  • 学会等名: 第25回日本時間生物学会学術大会
• [学会発表] ショウジョウバエ概日時計における時計細胞間カップリング (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉井大志
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] キイロショウジョウバエ概日時計における長日適応機構への光受容系の関与 (2017)
  • 著者名/発表者名: 丹原瑠璃, 中山真由美, Christa Kistenpfennig, 吉井大志
  • 学会等名: 第24回日本時間生物学会学術大会
• [学会発表] キイロショウジョウバエ概日時計の温度同調性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉井大志
  • 学会等名: 第24回日本時間生物学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] Light and temperature entrainment of circadian clock in fruit flies (2016)
  • 著者名/発表者名: Taishi Yoshii
  • 学会等名: The 22nd International Congress of Zoology, The 87th meeting of Zoological Society of Japan
  • 発表場所: Okinawa, Japan
  • 年月日: 2016-09-14
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Reciprocal communications of clock neurons via PDF and CCHa1 neuropeptides in Drosophila (2016)
  • 著者名/発表者名: Taishi Yoshii, Yuri Fujiwara, Christiane Hermann-Luibl, Takanori Ida, Charlotte Helfrich-Foerster
  • 学会等名: SRBR2016
  • 発表場所: Florida, USA
  • 年月日: 2016-05-21
  • 国際学会
• [学会発表] The CCHa1 neuropeptide as a new candidate for an output factor of the Drosophila circadian clock (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤原有里，井田隆徳，吉井大志
  • 学会等名: 日本時間生物学会学術大会
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス
  • 年月日: 2015-11-21
• [学会発表] ハエの脳の時計 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉井大志
  • 学会等名: 筑波大学「生命の樹セミナー」
  • 発表場所: 茨城県つくば市筑波大学
  • 年月日: 2015-11-20
  • 招待講演
• [学会発表] キイロショウジョウバエにおける概日時計の新規出力因子CCHa1神経ペプチドの機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤原有里，井田隆徳，吉井大志
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 新潟市朱鷺メッセ・新潟コンベンションセンター
  • 年月日: 2015-09-17
• [備考] 研空室のHP
  • URL: https://sites.google.com/site/chronobiologyokayamauni/
• [備考] プレスリリース
  • URL: http://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id298.html
• [備考] 時間生物学研究室
  • URL: https://sites.google.com/site/chronobiologyokayamauni/