| 研究課題/領域番号 |
21K05615
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分39050:昆虫科学関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
川畑 俊一郎 九州大学, 理学研究院, 名誉教授 (90183037)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | キイロショウジョウバエ / 囲食膜 / 遺伝子ノックダウウン / 腸内細菌叢 / インシュリン様ペプチド / 酢酸菌 / 乳酸菌 / 日和見細菌 / 遺伝子ノックダウン / キチン結合タンパク質 / Peritrophin-15b / GAL4/UASシステム / インスリン様ペプチド / 黄色ショウジョウバエ / インスリンシグナル / 腸管免疫 / ペリトロピン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
Pin-15ｂの感染防御における機能解明を目的に、ハエ腸管に発現している Pin-15b タンパク質の機能解析を開始したところ、Pin-15b は囲食膜の安定化だけではなく、インシュリンシグナルによるエネルギー代謝を介してボディサイズを規定していることが推定された。Pin-15ｂは、インシュリンシグナルによるエネルギー代謝に対して、どのような役割を果たしているのかモデル生物を用いて解明する。
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| 研究成果の概要 |
Pin-15bのノックダウン（KD）では、胸長やインシュリン量が増加した。酢酸菌、乳酸菌、日和見細菌などを滅菌ハエの幼虫から継続的に感染させると、感染群において滅菌ハエと比較して、KD系統では胸長が増大した。KD系統の囲食膜の透過性が増加し、腸内細菌叢を変化させ、さらに代謝経路が変化させることで、胸長が増加したと考えられた。さらに、KD系統では、総タンパク質量や総中性脂肪量、さらには脂質合成を促進するホルモンが増加した。KD系統では高脂肪食飼育下で短命になり、低栄養食条件では寿命が延伸した。したがって、ハエの囲食膜は腸内細菌叢の恒常性維持に寄与し、宿主の代謝系を制御していると考えられた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により、ハエの囲食膜に存在するキチン結合タンパク質の遺伝子をノックダウンすると体長や体重だけでなく、総タンパク質量と総中性脂肪量も増加することが判明した。また、体液中のインシュリン様ペプチドと脂質動員ホルモンも増加した。囲食膜は腸内細菌叢の恒常性維持に寄与し、宿主の代謝系を制御していると考えられた。本研究は「囲食膜の構成タンパク質はボディサイズを規定する」という、新しい概念を導きだした。したがって、本申請課題で提案した研究課題の学術的独創性は非常に高く、今後のヒトの健康維持に対する腸内細菌叢の重要性や腸管免疫系を考察する上でも創造性と影響力に富んでおり、社会的な意義がある。
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