• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

古代温度センサーの復元と、ゲノム編集を用いた温度感覚の進化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K07470
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 進化生物学
研究機関生理学研究所 (2018)
大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設) (2016-2017)

研究代表者

齋藤 茂  生理学研究所, 生体機能調節研究領域, 助教 (50422069)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード温度センサー / 温度適応 / ツメガエル / 温度感受性TRPチャネル / 祖先タンパク質 / ゲノム編集 / 遺伝子改変 / 祖先配列復元
研究成果の概要

異なる温度条件の環境に適応した動物種の間では温度の感じ方「温度感覚」が異なると考えられる。本研究では近縁なツメガエル種の比較解析を通して、温度受容システムが生息地の温度環境に応じて変化してきたのかを検討した。暖かい環境と涼しい環境に生息する種の間で高温の受容に関わる温度センサーを比較したところ、その活性が暖かい環境に生息する種では著しく低下していた。温度センサーの応答特性の変化によって生息する環境に応じた温度感覚の変化が生じたと考えられる。また、温度センサーが行動応答に与える影響を検討するために、温度センサー遺伝子を破壊したツメガエル系統を作出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

環境の温度条件は時に生存をも左右する要因であり、生物は進化の過程で形態的および生理的な変化を遂げて多様な温度環境に適応してきた。異なる環境に適応した種の間で温度耐性を調べる研究はこれまで盛んに行われてきたが、温度感覚と環境適応との関連性に着目した分子レベルの研究はほとんど進んでいなかった。本研究では、温度感覚のセンサー分子としてはたらくタンパク質を対象にして、異なる温度環境に適応したツメガエル種の間で比較解析を行った。その結果、各種が生息する温度環境に関連して温度センサーの特性が変化してきたことが示され、温度感覚の進化的な変化が環境適応において重要な役割を担ってきたことが明らかとなった。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] Emory University(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 温度センサーTRPチャネルの生息環境に応じた機能進化とその構造基盤2019

    • 著者名/発表者名
      齋藤 茂, 富永 真琴
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 59 号: 1 ページ: 005-008

    • DOI

      10.2142/biophys.59.005

    • NAID

      130007557809

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evolutionary tuning of TRPA1 and TRPV1 thermal and chemical sensitivity in vertebrates2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Saito and Makoto Tominaga
    • 雑誌名

      Temperature (Austin)

      巻: 4(2) 号: 2 ページ: 141-152

    • DOI

      10.1080/23328940.2017.1315478

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of heat sensors drove shifts in thermosensation between Xenopus species adapted to different thermal niches.2016

    • 著者名/発表者名
      Saito S, Ohkita M, Saito C, Takahashi K, Tominaga M, Ohta T.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 291 (21) 号: 21 ページ: 11446-11459

    • DOI

      10.1074/jbc.m115.702498

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Thermosensory changes in heat resistant tadpoles of Ryukyu kajika frogs inhabiting hot springs2019

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Saito, Claire T. Saito, Takeshi Igawa, Shohei Komaki, and Makoto Tominaga
    • 学会等名
      the 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress (FAOPS2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evolutionary changes in the thermosensory system contributed to the acquisition of heat tolerance in Buergeria japonica tadpoles inhabiting hot springs2018

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Saito, Claire T. Saito, Takeshi Igawa, Shohei Komaki, and Makoto Tominaga
    • 学会等名
      SMBE 2018 Annual Meeting of the Society for Molecular Biology and Evolution
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リュウキュウカジカガエルの高温耐性獲得に関連した温度受容システムの進化的変化2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤 茂、齋藤くれあ、井川 武、小巻翔平、富永真琴
    • 学会等名
      日本進化学会 第20回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] リュウキュウカジカガエルの高温耐性における温度受容システムの役割2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤 茂、齋藤くれあ、井川 武、小巻翔平、富永真琴
    • 学会等名
      日本動物学会 第89回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 脊椎動物における温度受容機構の進化:表皮で発現する温度受容体の比較解析2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤 茂、齋藤くれあ、富永真琴
    • 学会等名
      第123回 日本解剖学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生息環境に応じた温度感覚の進化: 分子から生態までの統合的理解を目指して2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤 茂、齋藤くれあ、太田利男、富永真琴
    • 学会等名
      日本進化学会 第19回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 温度感覚の種間多様性とその分子基盤の解明2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤 茂
    • 学会等名
      日本動物学会 第88回富山大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evolutionary trajectory of a heat sensor TRPV1 in clawed frogs inferred from multispecies comparison and ancestral protein reconstruction2017

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Saito, Claire T. Saito , Toshio Ohta, and Makoto Tominaga
    • 学会等名
      第94回日本生理学会大会
    • 発表場所
      静岡県、浜松市、浜松アクトシティコングレスセンター
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Evolutionary trajectory of a heat sensor TRPV1 in clawed frogs inferred by multispecies comparison and ancestral protein reconstruction2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Saito, Claire T. Saito, Toshio Ohta, Makoto Tominaga
    • 学会等名
      Society for Molecular Biology and Evolution Conference 2016
    • 発表場所
      オーストラリア、ゴールドコースト、Gold Coast Convention and Exhibition Center
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 祖先配列の再構築によるツメガエル高温センサーの機能進化過程の推定2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤 茂、齋藤くれあ、太田利男、富永真琴
    • 学会等名
      日本進化学会 第18回大会
    • 発表場所
      東京都、目黒区、東京工業大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Evolutionary changes in thermoTRP channels contributed to species diversity in thermal nociception in vertebrates2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Saito, Claire T. Saito , Toshio Ohta, and Makoto Tominaga
    • 学会等名
      Joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology and the 87th meeting of Zoological Society of Japan
    • 発表場所
      沖縄県、宜野湾市、沖縄コンベンションセンター
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 新学術領域研究 「温度を基軸として生命現象の統合的理解(温度生物学)

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/thermalbio/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] NIPS Research 「棲む環境に応じて温度感覚は進化する 」

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/nips_research/2016/06/post_133.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 棲む環境に応じて温度感覚は進化する

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/nips_research/2016/06/post_133.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
  • [備考] Web Page of Shigeru SAITO

    • URL

      http://www.geocities.jp/saito_research/Research_Home.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-16  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi