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ライブイメージングと数理モデルを用いたグルコース感知機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 20K06647
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分44010:細胞生物学関連
研究機関久留米大学

研究代表者

佐野 浩子  久留米大学, 付置研究所, 講師 (90506908)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードグルコース感知 / 糖代謝 / Mondo/ChREBP / ショウジョウバエ / マウス / 栄養感知 / 糖 / 糖応答性転写因子 / ライブイメージング / 数理モデル
研究開始時の研究の概要

本研究は、動物の主要な栄養素であるグルコースが、細胞によって感知される仕組みを明らかにすることを目的とする。グルコースは細胞内で様々な糖代謝物に変換され、それらが転写装置に作用して代謝関連遺伝子の発現を調節することにより、栄養状態と代謝のバランスが保たれると考えられている。そのようなシグナル代謝物の合成に必要なグルコース代謝経路をライブイメージングと数理モデル解析により明らかにし、ショウジョウバエおよびマウスモデルを用いてシグナル代謝物の同定および機能解析を行う。

研究成果の概要

細胞がどのようにグルコース濃度の変化を感知しているのかを明らかにするために、細胞内に取り込まれたグルコース濃度およびグルコース応答性転写因子Mondoの活性を同時に検出するための実験系の構築を行った。ショウジョウバエ幼虫の脂肪体と呼ばれる栄養感知器官の培養系を用いて、細胞内グルコース濃度およびMondoの活性をそれぞれ緑色蛍光タンパク質および赤色蛍光タンパク質で経時的にモニターするライブイメージング実験系を構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

動物の栄養摂取には変動があるため、細胞は常に栄養摂取状態を読み取り、栄養摂取に合わせて代謝を調節することにより代謝恒常性を保っている。ヒトの主要なエネルギー源であるグルコース代謝の恒常性破綻は糖尿病などの疾患につながる可能性があり、グルコース感知の分子機構の解明は疾患発症メカニズムの解明に寄与することが期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Circulating fructose regulates a germline stem cell increase via gustatory receptor-mediated gut hormone secretion in mated Drosophila.2023

    • 著者名/発表者名
      Hoshino, R., Sano, H., Yoshinari, Y., Nishimura, T., and *Niwa, R.
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 9 号: 8

    • DOI

      10.1126/sciadv.add5551

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nutrient responding peptide hormone CCHamide-2 consolidates appetitive memory2022

    • 著者名/発表者名
      Yamagata Nobuhiro、Imanishi Yasuhito、Wu Hongyang、Kondo Shu、Sano Hiroko、Tanimoto Hiromu
    • 雑誌名

      Frontiers in Behavioral Neuroscience

      巻: 16 ページ: 986064-986064

    • DOI

      10.3389/fnbeh.2022.986064

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The polyol pathway is an evolutionarily conserved system for sensing glucose uptake.2022

    • 著者名/発表者名
      *Sano, H., Nakamura, A., Yamane, M., Niwa, H., Nishimura, T., Takemoto, K., Ishiguro, K., Aoki, H., Kato, Y., and Kojima, M.
    • 雑誌名

      PLOS Biology

      巻: 20 号: 6 ページ: 1-25

    • DOI

      10.1371/journal.pbio.3001678

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ショウジョウバエの環境応答を支える栄養応答性ホルモン2021

    • 著者名/発表者名
      佐野浩子
    • 雑誌名

      基礎老化研究

      巻: 45 ページ: 31-36

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Glucose sensing by the polyol pathway and its significance in developmental biology2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Sano
    • 学会等名
      90th IRCMS Seminar-Symposium on New Horizons in Developmental Biology
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Evolutionarily conserved functions of the polyol pathway in glucose sensing2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Sano, Akira Nakamura, Mariko Yamane, Hitoshi Niwa, Takashi Nishimura, Kimi Araki, Kazumasa Takemoto, Kei-ichiro Ishiguro, Hiroki Aoki, Yuzuru Kato, and Masayasu Kojima
    • 学会等名
      第55回日本発生生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The roles of the polyol pathway in sensing glucose uptake.2021

    • 著者名/発表者名
      Sano, H., Nakamura, A., Yamane, M., Niwa, H., Nishimura, T., Araki, K., Takemoto, K., Ishiguro, K., Aoki, H., and Kojima, M.
    • 学会等名
      第14回日本ショウジョウバエ研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ポリオール経路によるグルコース摂取感知機構2021

    • 著者名/発表者名
      佐野浩子、中村輝、山根万里子、丹羽仁、西村隆史、荒木喜美、竹本一政、石黒啓一郎、西方美由紀、青木浩樹、児島将康
    • 学会等名
      第94回日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ポリオール経路によるグルコース摂取の感知機構2021

    • 著者名/発表者名
      佐野浩子
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] The polyol pathway is crucial for glucose sensing and sugar-responsive changes in metabolic gene expression.2020

    • 著者名/発表者名
      Sano, H., Nakamura, A., Yamane, Y., Niwa, H., Nishimura, T., and Kojima, M.
    • 学会等名
      第53回日本発生生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] The polyol pathway is a crucial glucose sensor in Drosophila.2020

    • 著者名/発表者名
      Sano, H., Nakamura, A., Yamane, M., Niwa, H., Araki, K., Takemoto, K., Ishiguro, K., Takada, Y., Nishimura, T., and Kojima, M.
    • 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

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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