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C.エレガンスの低温耐性・馴化における神経-腸-精子-筋を含む組織回路の演算機構

研究課題

研究課題/領域番号 21H02534
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分45010:遺伝学関連
研究機関甲南大学

研究代表者

久原 篤  甲南大学, 理工学部, 教授 (00402412)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワードC. elegans / 温度馴化 / 線虫 / 神経回路 / カルシウムイメージング / C.エレガンス / 低温耐性 / 低温馴化 / 組織回路 / 線虫C. elegans / 周回性神経回路 / 温度順化 / 脂肪 / 組織ネットワーク / 低温耐性・馴化 / 神経ペプチド / 中性脂肪酸
研究開始時の研究の概要

環境温度の変化は動物の生死に直結するため、温度の感覚や応答に関わる脳神経系と組織ネットワークの仕組みを解き明かすことは重要である。本研究では、シンプルな実験動物C. elegansの低温耐性・馴化をつかい、温度受容から神経回路、そして組織ネットワークに至る温度情報の処理システムを解析する。解析に使う組織ネットワークは、頭部の温度受容ニューロンが尻尾の介在ニューロンに接続し、それが再度、頭部のハブ介在ニューロンにフィードバックする全身を周回する神経回路と、その下流で機能する腸と精子や陰門筋を含む組織ネットワークである。本研究から動物の温度馴化の基本原理を解き明かす手がかりが得られると考えられる。

研究成果の概要

温度馴化に関わる新規の組織の同定や、新たな関連分子の同定が課題であった。そこで、シンプルな実験動物C. elegansの温度馴化をつかい、神経とその下流の組織ネットワークに至る温度情報の処理システムを解析することを目的とした解析を行った。哺乳類において記憶を司る転写因子であるCREBが頭部の温度受容ニューロンASJと介在ニューロンRMGで機能することが示唆された。CREBの下流で頭部のニューロンから分泌される神経ペプチドが腸内脂肪の蓄積を変化させ個体の温度馴化を変化させることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

C. elegansが環境温度の変化に対応し、腸の脂質含量を調節する機構を持つことが明らかになった。冬眠する哺乳類の中には秋に脂肪を蓄えて冬に備えるものもおり、周囲の温度情報が与える生体の脂質の貯蔵と燃焼への影響は、C. elegansから高等動物まで保存されている可能性がある。よって、本研究で示した脳腸連関のモデルが高等動物における温度応答メカニズムを理解する上で有用なモデルとなる可能性が考えられる。(令和4年7月27日 甲南大学プレスリリースを改変引用)

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (56件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (44件) (うち国際学会 13件、 招待講演 7件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] UC Berkeley(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] カリフォルニア大学(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Screening for cold tolerance genes in C. elegans, whose expressions are affected by anticancer drugs camptothecin and leptomycin B2024

    • 著者名/発表者名
      Okahata Misaki、Sawada Natsumi、Nakao Kenji、Ohta Akane、Kuhara Atsushi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1038/s41598-024-55794-z

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] G protein-coupled receptor-based thermosensation determines temperature acclimatization of Caenorhabditis elegans2024

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

      Nature Communications

      巻: 15 号: 1 ページ: 1660-1660

    • DOI

      10.1038/s41467-024-46042-z

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Temperature acclimation: Temperature shift induces system conversion to cold tolerance in C. elegans2023

    • 著者名/発表者名
      Ohta Akane、Yamashiro Serina、Kuhara Atsushi
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 194 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.neures.2023.04.005

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TRPチャネル以外の温度受容体  線虫から見つかってきた新たな温度受容メカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      大西康平, 太田茜, 久原篤
    • 雑誌名

      生物の科学 遺伝, [特集]温度・機械刺激受容の最前線

      巻: 78 ページ: 105-111

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular physiology regulating cold tolerance and acclimation of <i>Caenorhabditis elegans</i>2022

    • 著者名/発表者名
      OKAHATA Misaki、MOTOMURA Haruka、OHTA Akane、KUHARA Atsushi
    • 雑誌名

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

      巻: 98 号: 3 ページ: 126-139

    • DOI

      10.2183/pjab.98.009

    • ISSN
      0386-2208, 1349-2896
    • 年月日
      2022-03-11
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Head-tail-head neural wiring underlies gut fat storage in Caenorhabditis elegans temperature acclimation2022

    • 著者名/発表者名
      Motomura Haruka、Ioroi Makoto、Murakami Kazutoshi、Kuhara Atsushi、Ohta Akane
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 119 号: 32 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1073/pnas.2203121119

    • 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] Anticancer drugs affect temperature signaling and epigenetic factors in the cold tolerance of Caenorhabditis elegans2022

    • 著者名/発表者名
      Okahata Misaki、Sawada Natsumi、Nakao Kenji、Ohta Akane、Kuhara Atsushi
    • 雑誌名

      Research Square

      巻: ND

    • DOI

      10.21203/rs.3.rs-2261648/v1

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Search for novel genes for cold tolerance and temperature acclimation of C. elegans using artificial evolution strain and transcriptome analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Seiya Kamino, Haruka Motomura, Kazutoshi Murakami, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
    • 学会等名
      分子生物学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Neural Circuitry and Physiological Mechanisms Governing Cold Death during Temperature Acclimation in C. elegans2023

    • 著者名/発表者名
      本村晴佳, 五百藏誠, 村上一寿, 久原篤, 太田茜
    • 学会等名
      公開会議:甲南大学自然科学研究科研究成果発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of cold tolerance by a metal ion transporter functioning in the pharyngeal muscle of C. elegans2023

    • 著者名/発表者名
      山城芹奈, 水野賢美, 本村晴佳, 上田晴子, 太田茜, 久原篤
    • 学会等名
      公開会議:甲南大学自然科学研究科研究成果発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 線虫C. elegansの低温耐性を制御する咽頭筋のリソソーム銅トランスポーターSLCR2023

    • 著者名/発表者名
      山城芹奈, 水野賢美, 本村晴佳, Christopher J. Chang , 太田茜, 久原篤
    • 学会等名
      動物学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 線虫の温度馴化を制御する全身周回性の神経回路と腸の代謝について2023

    • 著者名/発表者名
      本村晴佳, 村上一寿, 五百藏誠, 久原篤, 太田茜
    • 学会等名
      遺伝学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] モデル生物 線虫C. elegansから体の温度耐性の仕組みを解明する -筋肉の銅イオンと体の温度耐性の関係2023

    • 著者名/発表者名
      山城芹奈, 水野賢美, 本村晴佳, 太田茜, 久原篤
    • 学会等名
      甲南大学先端研究社会実装シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 温度順化を制御する神経回路と腸の脂肪代謝経路の解析2023

    • 著者名/発表者名
      本村晴佳, 村上一寿, 五百藏誠, 久原篤, 太田茜
    • 学会等名
      線虫の未来を創る会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 咽頭筋のトランスポーターはC. elegansの低温耐性を制御する2023

    • 著者名/発表者名
      山城芹奈, 水野賢美, 本村晴佳, Christopher J. Chang, 太田茜, 久原篤
    • 学会等名
      線虫の未来を創る会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Search for novel genes for temperature acclimation and cold tolerance in C. elegans using transcriptome analysis and artificial evolution2023

    • 著者名/発表者名
      Seiya Kamino, Haruka Motomura, Kazutoshi Murakami, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
    • 学会等名
      神経科学学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Neural circuitry in brain-gut coupling regulates temperature acclimation in C.elegans2023

    • 著者名/発表者名
      Haruka Motomura, Makoto Ioroi, Kazutoshi Murakami, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
    • 学会等名
      神経科学学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Temperature sensation and gut fat storage in cold acclimation of C. elegans2023

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kuhara, Akane Ohta
    • 学会等名
      The 8th Diabetes Research Innovation Symposium 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Lysosomal copper transporter in pharyngeal muscle underlies cold tolerance of C. elegans2023

    • 著者名/発表者名
      Serina Yamashiro, Satomi Mizuno, Haruka Motomura, Christopher J. Chang, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      24th International C. elegans Conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lipid metabolism-related genes involved in heat tolerance as revealed by transcriptome analysis of EMB-42023

    • 著者名/発表者名
      Akane Ohta, Yuki Sato, Kazuho Isono, Takuma Kajino, Teruaki Taji, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      24th International C. elegans Conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lysosomal copper transporter in pharyngeal muscle underlies cold tolerance of C. elegans2023

    • 著者名/発表者名
      Serina Yamashiro, Satomi Mizuno, Haruka Motomura, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      脳情報動態 国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 線虫の温度馴化を制御する脳腸連関を司る神経回路の解析2023

    • 著者名/発表者名
      本村晴佳, 五百藏誠, 村上一寿, 久原篤, 太田茜
    • 学会等名
      関西線虫勉強会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Amino acid transporter SLC46 in pharyngeal muscle regulates cold tolerance of C. elegans2022

    • 著者名/発表者名
      Serina Yamashiro, Satomi Mizuno, Haruka Motomura, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      比較生理生化学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Head-tail-head neural circuit controls temperature acclimation via gut fat content in C. elegans2022

    • 著者名/発表者名
      Haruka Motomura, Makoto Ioroi, Kazutoshi Murakami, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
    • 学会等名
      比較生理生化学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Whole-body circular neural circuits for the brain-gut interaction underlying temperature acclimation2022

    • 著者名/発表者名
      本村晴佳,村上一寿, 五百藏誠, 久原篤, 太田茜
    • 学会等名
      遺伝学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Whole-body neural circuit regulates intestinal fat strage2022

    • 著者名/発表者名
      Haruka Motomura, Makoto Ioroi, Kazutoshi Murakami, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
    • 学会等名
      第60回生物物理学会年会  第18若手招待講演シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Whole-body neural circuit regulates intestinal fat strage2022

    • 著者名/発表者名
      Haruka Motomura, Makoto Ioroi, Kazutoshi Murakami, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
    • 学会等名
      第60回生物物理学会年会 (同タイトルでポスター発表と招待講演の2つの発表を行った)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Amino acid transporter SLC46 in pharyngeal muscle regulates cold tolerance of C. elegans2022

    • 著者名/発表者名
      Serina Yamashiro, Satomi Mizuno, Haruka Motomura, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      第60回生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Temperature acclimation in C. elegans regulated by brain-gut coupling: from thermosensation to metabolic changes in gut fat2022

    • 著者名/発表者名
      Akane Ohta, Haruka Motomura, Makoto Ioroi, Kazutoshi Murakmi and Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      The 9th Asia Pacific Worm Meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gut fat metabolism via head-tail-head neural circuit regulates temperature acclimation in C. elegans2022

    • 著者名/発表者名
      Haruka Motomura, Kazutoshi Murakami, Makoto Ioroi, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
    • 学会等名
      11th International Tunicate Meeting (11ITM)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Amino acid transporter SLC in pharyngeal muscle required for cold tolerance of C. elegans2022

    • 著者名/発表者名
      Serina Yamashiro, Satomi Mizuno, Haruka Motomura, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      11th International Tunicate Meeting (11ITM)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Intestinal lipid metabolism via whole body circulatory neural circuit regulates temperature acclimation in Caenorhabditis elegans2022

    • 著者名/発表者名
      Akane Ohta, Haruka Motomura, Kazutoshi Murakami, Makoto Ioroi, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      Neuro2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Amino acid transporter SLC46 expressed in muscle and neurons is involved in cold tolerance of C. elegans2022

    • 著者名/発表者名
      Serina Yamashiro, Satomi Mizuno, Haruka Motomura, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      Neuro2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 線虫C. elegansの咽頭筋で発現するアミノ酸トランスポーターSLCRによる 低温耐性の制御2022

    • 著者名/発表者名
      山城芹奈, 水野賢美, 本村晴佳, 太田茜, 久原篤
    • 学会等名
      動物学会近畿支部会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 神経ペプチドを介した脳-腸連関が腸の脂質分解を促し線虫の低温耐性を制御する2022

    • 著者名/発表者名
      村上一寿, 本村晴佳, 久原篤, 太田茜
    • 学会等名
      第2回日本遺伝学会春の分科会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 咽頭筋のアミノ酸トランスポーターSLCRによる線虫の低温耐性の制御2022

    • 著者名/発表者名
      山城芹奈, 水野賢美, 本村晴佳, 太田茜, 久原篤
    • 学会等名
      第2回日本遺伝学会春の分科会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Nervous-gut system coordinates temperature acclimation in C. elegans2022

    • 著者名/発表者名
      Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      the TARA international online symposium
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular-neurogenetics of temperature response in animal2021

    • 著者名/発表者名
      久原篤、太田茜
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Identification of novel temperature receptor isolated from cold tolerance and acclimation of C. elegans2021

    • 著者名/発表者名
      久原篤、太田茜
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Neural connection and physiological output involved in temperature acclimation of C. elegans2021

    • 著者名/発表者名
      Kazutoshi Murakami, Haruka Motomura1, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of amino acid transporter SLC46 in cold tolerance of C. elegans2021

    • 著者名/発表者名
      山城芹奈, 水野賢美, 本村晴佳, 太田茜, 久原篤
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] "低温馴化に関わる全身周回性の神経回路と腸のAdipocyte triglyceride lipase ATGL-1の活性調節 "2021

    • 著者名/発表者名
      太田茜, 本村晴佳, 藤井智子, 五百藏誠, 久原篤
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Head-to-tail neural circuit regulates cold acclimation and lipolysis in Caenorhabditis elegans2021

    • 著者名/発表者名
      太田茜, 本村晴佳, 藤井智子, 五百藏誠, 久原篤
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Thermosensory signaling in neural circuit underlying cold acclimation of C. elegans2021

    • 著者名/発表者名
      太田茜,本村晴佳, 久原篤
    • 学会等名
      生物物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 動物の低温耐性の研究における今後の発展に向け2021

    • 著者名/発表者名
      久原篤
    • 学会等名
      第74回 甲南大学総合研究所公開講演会、異分野融合研究セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of neural circuit controlling temperature acclimation and changes in fatty acid levels in C. elegans2021

    • 著者名/発表者名
      本村晴佳,村上一寿, 藤井智子, 五百藏誠, 久原篤, 太田茜
    • 学会等名
      遺伝学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] SLC46 and AQR mediates temperature tolerance in C. elegans2021

    • 著者名/発表者名
      Akane Ohta, Yuki Sato, Serina Yamashiro, Sunao Mima, Satomi Mizuno, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会、第1回 CJK 国際会議(The 1st China-Japan-Korea International Meeting)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neural connection and physiological output involved in temperature acclimation of C. elegans2021

    • 著者名/発表者名
      Kazutoshi Murakami, Haruka Motomura, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会、第1回 CJK 国際会議(The 1st China-Japan-Korea International Meeting)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A tail interneuron that integrates multiple thermosensory signaling is involved in temperature acclimation of C. elegans2021

    • 著者名/発表者名
      Haruka Motomura, Satoko Fujii, Makoto Ioroi, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会、第1回 CJK 国際会議(The 1st China-Japan-Korea International Meeting)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Solute Carrier family 46 and aquarius intron-binding spliceosomal factor mediates temperature tolerance2021

    • 著者名/発表者名
      Akane Ohta, Yuki Sato, Serina Yamashiro, Sunao Mima, Satomi Mizuno, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      23th C. elegans International conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Whole-body neural circuit influences experience-dependent temperature acclimation2021

    • 著者名/発表者名
      Haruka Motomura, Satoko Fujii, Makoto Ioroi, Atsushi Kuhara, Akane Ohta
    • 学会等名
      23th C. elegans International conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 温度刺激による生体応答ダイナミクス (p47-55を担当(環境温度ストレスによる生体応答))2023

    • 著者名/発表者名
      山城芹奈, 太田茜, 久原篤
    • 総ページ数
      337
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 久原研究室ホームページ

    • URL

      http://kuharan.com/index.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://kuharan.com/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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