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2種の腸ホルモンによる寿命と生殖能力の制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K15851
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分39050:昆虫科学関連
研究機関学習院大学

研究代表者

武田 晃司  学習院大学, 理学部, 助教 (80805250)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード消化管ホルモン / 老化トレードオフ / 寿命 / 腸老化 / 腸ホルモン / 生殖 / 附属腺 / ショウジョウバエ / 腸ホルモンと個体寿命 / 腸老化と生殖能力 / エネルギー・トレードオフ / インスリン / 脳腸ホルモン
研究開始時の研究の概要

申請者はショウジョウバエを用いて、腸で産生される2種類のホルモンが腸老化と個体寿命を制御していることを明らかにした。しかし、腸老化が個体寿命を制御するわけではなく、腸から血中に放出されたホルモンが個体の寿命を制御する際の標的組織は、腸以外の組織であると推察された。さらに、ある腸ホルモンの産生を阻害した長寿個体では腸老化が起きにくくなる一方で、若齢で内部生殖器の老化が早まった。そこで寿命制御に関わる腸ホルモン標的組織探索と組織間老化制御機構の解明を試み、生物における寿命と生殖能力の間の制御機構を解き明かし、最終目標である“長命化し老化した個体は生殖戦略の成功者になりうるのか”について研究を行う。

研究実績の概要

腸で産生される2種類のホルモンが腸老化と個体寿命を制御していることを明らかとなっている。しかし、この研究では腸老化が個体寿命を制御するわけではないことも分かっている。つまり、腸から血中に放出されたホルモンが個体の寿命を制御する際の標的組織は、腸以外の別の組織であると推察された。そこで、腸のホルモンが作用する標的組織の探索と、老化の定量化を行った。
<各系統のRNAseqによる遺伝子発現解析>
各系統の消化管から抽出したRNAを用いた遺伝子発現量比較解析を試みた。これらの結果、AstAノックダウンでは老化のマーカー遺伝子が早期に上昇し、一方Dh31ノックダウンでは老化マーカーの発現量が低下することが分かった。
<2種類の腸ホルモンが消化器官と生殖器官の間のエネルギー調整を行うかどうか検証>
腸ホルモンがいずれかの臓器に作用することで、体内のエネルギー分配を調節している可能性が考えられる。そこで、栄養吸収に関与する因子として、インスリン受容体に着目した。その結果、Dh31阻害による老化遅延系統において、インスリン受容体のノックダウン又は強制発現を行うことで、消化管と生殖器官の老化症状を変化させることに成功した。これまでの老化・生殖に関する研究はそれぞれが独立した分野ごとに研究が進められ、これらの事象を同時に捉えた組織間の老化のバランス調節と生殖能力に関する分子細胞生物学的な研究は世界的にも未だ無い。今後、より詳細な解析を行うことで、インスリンシグナルと消化管ホルモンとで調節される老化制御機構の解明が期待される。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 その他

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

  • [雑誌論文] Morphological and Developmental Traits of the Binucleation of Male Accessory Gland Cells in the Benthic Water Bug, Aphelocheirus vittatus (Hemiptera: Aphelochiridae)2020

    • 著者名/発表者名
      Takeda Koji、Yamauchi Jun、Adachi-Yamada Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Insect Science

      巻: 20 号: 4 ページ: 18-18

    • DOI

      10.1093/jisesa/ieaa082

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Handicap theory is applied to females but not males in relation to mate choice in the stalk-eyed fly Sphyracephala detrahens2020

    • 著者名/発表者名
      Takeda Koji、Furuta Tomoki、Hamada Masaki、Sato Yo、Taniguchi Kiichiro、Tanizawa Akihiro、Yagi Tomomasa、Adachi-Yamada Takashi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 19684-19684

    • DOI

      10.1038/s41598-020-76649-3

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Binucleation of male accessory gland cells in the common bed bug Cimex lectularius2019

    • 著者名/発表者名
      Takeda Koji、Yamauchi Jun、Miki Aoi、Kim Daeyun、Leong Xin-Yeng、Doggett Stephen L.、Lee Chow-Yang、Adachi-Yamada Takashi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 6500-6500

    • DOI

      10.1038/s41598-019-42844-0

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 不完全変態昆虫ナベブタムシとトコジラミの 雄性附属腺細胞における2核化の比較2020

    • 著者名/発表者名
      武田、山内、安達
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 中腸ホルモンDiuretic hormone 31は間接的にオスの生殖能力を制御する2019

    • 著者名/発表者名
      守屋 綾乃, 武田 晃司, 足立 もみ, 寺畠 麻由, 安達 卓
    • 学会等名
      日本分子生物学会 第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 半翅目昆虫トコジラミと双翅目昆虫ショウジョウバエの雄性附属腺細胞の2核化機構の比較2019

    • 著者名/発表者名
      武田 晃司、山内 純、三木 碧、Daeyun Kim、Xin-Yeng Leong、Stephen L Doggett、Chow-Yang Lee、安達 卓
    • 学会等名
      日本分子生物学会 第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://www.univ.gakushuin.ac.jp/sci/bio/laboratory/detail-adachi/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-12-28  

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