行動スクリーニングから同定された新規睡眠調節遺伝子群の機能解析

• 研究課題/領域番号: 20K21441
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分45:個体レベルから集団レベルの生物学と人類学およびその関連分野
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 戸田 浩史 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 助教 (80862010)
• 研究期間 (年度): 2020-07-30 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
• キーワード: 睡眠 / 遺伝学 / ショウジョウバエ / 行動学 / スクリーニング / 遺伝子 / 行動

研究開始時の研究の概要

これまでに申請者はショウジョウバエを用い、ゲノム規模での過剰発現睡眠行動スクリーニングをおこなったところ、睡眠を制御する新規の遺伝子を６つ同定することができた。そのうちの５つは睡眠を抑制する働きが認められた。これら５つの遺伝子が、どのように睡眠を調節しているのか全く理解がされていない。そこで、本研究では、５つの遺伝子に着目し、それぞれの遺伝子がどのように睡眠を調整しているのかを明らかにする。個々の遺伝子を解析することで、今まで明らかにされてこなかった睡眠の分子メカニズムに迫る。

研究成果の概要

睡眠は神経を有するすべての動物に保存されている生命現象であるが、その機能はもちろん、分子メカニズムに関してもよく理解されていない。本研究では、申請者がショウジョウバエを用いて独自におこなった機能獲得型の大規模な行動スクリーニングから同定された遺伝子に着目し、睡眠の分子メカニズムに迫ることを目標とする。行動スクリーニングから同定されたいくつかの新規遺伝子に着目して研究を行った結果、RNAiを脳神経特異的にノックダウンすると睡眠が減少することが複数のRNAi系統を用いた実験から明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現代の先進国の国民の多くが睡眠に悩んでいる実態があるが、その時代の要請に現代生物学は十分に答えているとは言えない。それは睡眠という高次現象がどのような神経・遺伝メカニズムで制御されているのか、という基本的な疑問にすら答えられていないということに端を発する。キイロショウジョウバエを用いた遺伝学的解析は基礎学問として重要な役割を果たすのみならず社旗にも大きなインパクトを与えるモデル生物である。本研究を通じて、睡眠の基本原理を解き明かす一助になると考えられる。