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脊椎動物の季節適応機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H00989
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
研究機関名古屋大学

研究代表者

吉村 崇  名古屋大学, 生命農学研究科(WPI), 教授 (40291413)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2019年度)
配分額 *注記
44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)
2019年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
キーワード環境適応 / 光周性 / 季節適応 / メダカ
研究開始時の研究の概要

動物は日照時間(日長)や温度を感知して、様々な生理機能や行動をダイナミックに変化させることで、環境の季節変化に巧みに適応している。本研究では洗練された季節適応能力を有し、生息地域の緯度に応じて遺伝的に異なる季節適応戦略を身に着けたメダカをモデルとして、この謎を解明する。既に高緯度のメダカは繁殖を開始する際に、低緯度のものより長い日長と高い水温を必要とすることを見出し、遺伝解析を完了している。そこで動物が日長と温度を測定し、季節の変化に巧みに適応する仕組みを解明する。また自然条件下で飼育したメダカの網羅的遺伝子発現地図を作成し、動物の季節適応戦略の分子基盤を明らかにする。

研究実績の概要

動物は日照時間(日長)や温度を感知して、様々な生理機能や行動をダイナミックに変化させることで、環境の季節変化に巧みに適応している。カレンダーを持たない動物がこれを成し遂げる仕組みは、未だ明らかにされていない。本研究では洗練された季節適応能力を有し、生息地域の緯度に応じて遺伝的に異なる季節適応戦略を身に着けたメダカをモデルとして、この謎を解明することを目的とした。
従来の研究で高緯度と低緯度に由来するメダカでは、日長や温度を感知する仕組みが遺伝的に異なることを見出していたため、研究1では動物が日長を測定する仕組みについて量的形質遺伝子座解析を進め、候補領域に存在する遺伝子のアミノ酸配列を比較するとともに、発現量を比較した。また研究2では温度の変化を感知して、季節の変化に適応する仕組みを理解することを目的として量的形質遺伝子座解析を行い、その解析で見出した候補遺伝子の遺伝子産物の機能を円偏光二色性スペクトル測定により検討した。
さらに摂食、代謝、概日リズム、繁殖活動などは視床下部が司令塔となり制御されているが、それらの年周リズムを駆動する分子基盤は謎に包まれている。そこで屋外の自然条件下で飼育したメダカから視床下部および下垂体を2週間毎に、2年間にわたって採材した時系列試料を用いてRNA-Seq解析を行った。研究3ではバイオインフォマティクスを駆使して、膨大なRNA-seqデータから年周変動する遺伝子をゲノムワイドに同定し、網羅的遺伝子発現地図を明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Chicago(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Seoul National University(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Manchester(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Uppsala University(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] The underlying mechanisms of vertebrate seasonal reproduction2019

    • 著者名/発表者名
      GUH Ying-Jey、TAMAI Takako K、YOSHIMURA Takashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the Japan Academy. Ser. B: Physical and Biological Sciences

      巻: 95 号: 7 ページ: 343-357

    • DOI

      10.2183/pjab.95.025

    • NAID

      130007689022

    • ISSN
      0386-2208, 1349-2896
    • 年月日
      2019-07-31
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Seasonally regulation of the lncRNA LDAIR modulates self-protective behaviors during the breeding season.2019

    • 著者名/発表者名
      Nakayama T., Shimmura, T., Shinomiya, A., Okimura, K., Takehana,Y., Furukawa, Y., Shimo, T., Senga, T., Nakatsukasa, M., Nishimura, T., Tanaka, M., Okubo, K., Kamei, Y., Naruse, K. and Yoshimura, T.
    • 雑誌名

      Nature Eco. Evol.

      巻: 3 号: 5 ページ: 845-852

    • DOI

      10.1038/s41559-019-0866-6

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Action spectrum for photoperiodic control of thyroid-stimulating hormone in Japanese quail (Coturnix japonica)2019

    • 著者名/発表者名
      Nakane Yusuke、Shinomiya Ai、Ota Wataru、Ikegami Keisuke、Shimmura Tsuyoshi、Higashi Sho-Ichi、Kamei Yasuhiro、Yoshimura Takashi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 14 号: 9 ページ: 845-852

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0222106

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interconnection between circadian clocks and thyroid function2019

    • 著者名/発表者名
      Ikegami Keisuke、Refetoff Samuel、Van Cauter Eve、Yoshimura Takashi
    • 雑誌名

      Nature Reviews Endocrinology

      巻: 15 号: 10 ページ: 590-600

    • DOI

      10.1038/s41574-019-0237-z

    • NAID

      120006775102

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 動物の季節適応機構の解明とその応用:ヒトの季節リズムの解明に向けて2019

    • 著者名/発表者名
      丸山迪代, 吉村崇
    • 雑誌名

      電気泳動

      巻: 63 ページ: 25-29

    • NAID

      130007638633

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 光と動物の季節性行動2019

    • 著者名/発表者名
      吉村崇
    • 雑誌名

      精神医学

      巻: 61 ページ: 945-953

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Molecular basis of seasonal changes in behavior2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura T
    • 学会等名
      Toyama International Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular and neuroendocrine mechanism of vertebrate seasonal reproduction2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura T
    • 学会等名
      SAGE Pre V WCC Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular basis of seasonal changes in behavior2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura T
    • 学会等名
      V World Congress of Chronobiology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Understanding molecular basis of seasonal changes in behavior2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura T
    • 学会等名
      European Congress for Endocrinology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular basis of seasonal changes in behavior: towards understanding the winter depression2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura T
    • 学会等名
      Institut de Genomique Fonctionnelle de Lyon Seminar
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular mechanisms of seasonally regulated reproduction and depression-like behavior2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura T
    • 学会等名
      KVA-JSPS seminar
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] メダカのストレスに対する応答性の季節変化に長鎖ノンコーディングRNAが関与していることを発見

    • URL

      http://www.nibb.ac.jp/press/2019/04/09.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2021-01-27  

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