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新規サーモセンサーGPCRの同定とサーモジェネティクスへの利用

研究課題

研究課題/領域番号 19J10052
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分44050:動物生理化学、生理学および行動学関連
研究機関甲南大学

研究代表者

大西 康平  甲南大学, 自然科学, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード線虫 / C. elegans / 低温耐性 / TRP / GPCR / 温度受容 / Temperature / Cold tolerance
研究開始時の研究の概要

C. elegansの低温耐性現象を指標に解析を行い、新規GPCR型温度受容体を同定したのちに、得られた候補GPCR遺伝子が本当に温度センサーとして機能するかを電気生理学的に証明する。そして、単離されたGPCRの構造解析を行い、温度受容の分子機構の解明を目指す。また、GPCRが温度に応答し、その温度応答域が非常に狭い温度域の場合は、ヒト神経細胞の温度操作をおこなうサーモシジェネティクスへの応用が可能であるかを検証する。

研究実績の概要

線虫の低温耐性を指標にスクリーニングして見つかってきたGPCRのひとつを単独でショウジョウバエの培養細胞であるS2細胞に発現させてカルシウムイメージング解析やアフリカツメガエルの卵母細胞に発現させて電気生理学的解析を行ったが、GPCRが温度に応答する結果は得られなかった。GPCRは通常、下流のGαタンパク質やカルシウムチャネルを活性化させるため、これらの細胞でGPCRの温度応答性が見られなかったのは、GPCRと共に機能する下流分子が存在しないためであると考えられた。GPCRが発現するADL温度受容ニューロンではTRPVチャネルがプライマリーチャネルとして機能し、低温耐性に関与することが以前の当研究室の解析から明らかとなっていた(Ujisawa et al., PNAS, 2018; Okahata et al., Sci. Adv., 2019)。TRPVチャネルは他の生物において温度など様々な刺激を感知する受容体として機能することが知られるが、線虫に存在するTRPVチャネルが温度を含んだ様々な刺激を受容することは証明されていなかった(Colbert et al., 1997; Jose et al., 2007; Tobin et al., 2002)。そこで、アフリカツメガエルの卵母細胞に本研究のGPCRと同時に線虫のTRPVを発現させて解析を行ったところ、予想に反して、線虫のTRPVのみで温度に対する応答性が見られた。この線虫のTRPVが温度を受容するという結果をまとめ、本年度に報告した(Ohnishi et al., Sci. Rep., 2020)。

現在までの達成度 (段落)

令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] OSM-9 and OCR-2 TRPV channels are accessorial warm receptors in Caenorhabditis elegans temperature acclimatisation2020

    • 著者名/発表者名
      Ohnishi Kohei、Saito Shigeru、Miura Toru、Ohta Akane、Tominaga Makoto、Sokabe Takaaki、Kuhara Atsushi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1038/s41598-020-75302-3

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cellular identity and Ca2+ signaling activity of the non-reproductive GnRH system in the Ciona intestinalis type A (Ciona robusta) larva2020

    • 著者名/発表者名
      Okawa Nanako、Shimai Kotaro、Ohnishi Kohei、Ohkura Masamichi、Nakai Junichi、Horie Takeo、Kuhara Atsushi、Kusakabe Takehiro G.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 18590-18590

    • DOI

      10.1038/s41598-020-75344-7

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The mechanoreceptor DEG-1 regulates cold tolerance in Caenorhabditis elegans2020

    • 著者名/発表者名
      Takagaki N., Ohta A., Ohnishi K., Kawanabe A., Minakuchi Y., Toyoda A., Fujiwara Y., Kuhara A.
    • 雑誌名

      EMBO reports

      巻: 21 号: 3 ページ: 1-14

    • DOI

      10.15252/embr.201948671

    • 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
  • [学会発表] 低温馴化に関わる温度受容体分子の探索と同定2021

    • 著者名/発表者名
      大西康平、三浦徹、宇治澤知代、太田茜、久原篤
    • 学会等名
      関西地区線虫ミーティング2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] GPCR-type thermo-sensor in cold tolerance of C. elegans2020

    • 著者名/発表者名
      Kohei Ohnishi, Toru Miura, Tomoyo Ujisawa, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      第43回 日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Novel GPCR-type temperature receptor in cold tolerance of C. elegans2020

    • 著者名/発表者名
      Kohei Ohnishi, Toru Miura, Tomoyo Ujisawa, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      日本生物物理学会第58回年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 線虫C. elegansの低温耐性におけるGPCR型温度センサー分子2019

    • 著者名/発表者名
      大西康平、三浦徹、富田雄介、大杉和寛、高垣菜式、太田茜、久原篤
    • 学会等名
      新学術領域研究「温度生物学」領域会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] C. elegansの低温耐性に関与するGPCR型温度センサーの同定と解析2019

    • 著者名/発表者名
      大西康平、三浦徹、宇治澤知代、太田茜、久原篤
    • 学会等名
      線虫研究の未来を創る会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 線虫C. elegansの低温耐性に関わるGPCR型温度センサー同定と解析2019

    • 著者名/発表者名
      大西 康平、三浦 徹、宇治澤 知代、太田 茜、久原 篤
    • 学会等名
      日本動物学会 第90回 大阪大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] C. elegansの低温耐性現象における温度受容体GPCR2019

    • 著者名/発表者名
      大西康平、三浦徹、宇治澤知代、太田茜、久原篤
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 所属研究室ホームページ

    • URL

      http://kuharan.com/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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