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冬眠する哺乳類の高濃度ビタミンE蓄積・全身輸送機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K20621
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0701:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
研究機関北海道大学

研究代表者

山内 彩加林  北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (00951394)

研究期間 (年度) 2022-08-31 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード冬眠 / 低温耐性 / シリアンハムスター / ビタミンE / α-トコフェロール輸送タンパク質
研究開始時の研究の概要

冬眠する哺乳類であるシリアンハムスターは、ビタミンEの一種であるα-トコフェロール (αT)を身体に高濃度に蓄積し低温耐性を獲得する。しかし、ハムスターの低温耐性に重要なαTの蓄積・全身分配の分子メカニズムは不明である。本研究では、ハムスターの高濃度αT蓄積・全身への輸送機構にαT輸送タンパク質(alpha-tocopherol transfer protein: TTPA)が果たす役割の解明を目指す。その為に、①ハムスターTTPAの分子特性を明らかにする。②ゲノム編集技術を用いてTTPA遺伝子ノックアウトハムスターを作製し、冬眠する哺乳類の低温耐性へのTTPAの関与を検証する。

研究成果の概要

冬眠する哺乳類(冬眠哺乳類)であるシリアンハムスターは、ビタミンEの一種であるα-トコフェロール (αT)を身体に高濃度に蓄積し低温耐性を獲得する。しかし、ハムスターの低温耐性に重要なαTの蓄積・全身分配の分子メカニズムは不明である。本研究ではこの点に迫るため、1)αT輸送タンパク質(TTPA)に着目し、冬眠哺乳類と非冬眠哺乳類のTTPAの多量体形成能の違いを同定した、2)遺伝子改変動物の準備を進めた、3)遺伝子発現解析および脂質解析により、冬眠期におけるリポタンパク質分泌経路の亢進を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、ハムスターの高濃度ビタミンEの蓄積・分配機構の理解のための基礎となる成果が得られた。本研究で見出された遺伝子について、細胞や個体における役割を検証していくことにより、低温耐性機構の理解に寄与すると予想される。また得られた知見により、低温耐性を持たないヒトの細胞・臓器の低温保存技術等、医療分野への応用が期待できる。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] The ice-binding site of antifreeze protein irreversibly binds to cell surface for its hypothermic protective function2023

    • 著者名/発表者名
      Yang Yue、Yamauchi Akari、Tsuda Sakae、Kuramochi Masahiro、Mio Kazuhiro、Sasaki Yuji C.、Arai Tatsuya
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 682 ページ: 343-348

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.10.015

    • 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] 不凍タンパク質の製品化2023

    • 著者名/発表者名
      津田 栄、山内彩加林、新井達也
    • 雑誌名

      科学と工業

      巻: 97(7)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 昆虫由来不凍タンパク質の氷結晶結合機能と細胞保護機能2023

    • 著者名/発表者名
      山内 彩加林、津田 栄
    • 雑誌名

      低温科学

      巻: 81 ページ: 37-49

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 冬眠する哺乳類と変温動物の低温適応機構2023

    • 著者名/発表者名
      山内 彩加林、山口良文
    • 雑誌名

      BIO Clinica

      巻: 38 (4) ページ: 6-10

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Adsorption of ice-binding proteins onto whole ice crystal surfaces does not necessarily confer a high thermal hysteresis activity2022

    • 著者名/発表者名
      Arai Tatsuya、Yamauchi Akari、Yang Yue、Singh Shiv Mohan、Sasaki Yuji C.、Tsuda Sakae
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41598-022-19803-3

    • 関連する報告書
      2022 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] シリアンハムスター の冬眠に向けた脂質代謝変化の網羅的リピドミクス解析2024

    • 著者名/発表者名
      山内彩加林、山下純平、杉浦悠毅、松岡悠太、曽根正光、山口良文
    • 学会等名
      第101回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 哺乳類の冬眠の制御に関わる分子・遺伝子に迫る2024

    • 著者名/発表者名
      山内彩加林
    • 学会等名
      文部科学省と附置研センターとの定例ランチミーティング
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 冬眠哺乳類シリアンハムスターの脂質代謝関連組織における脂質プロファイリング2023

    • 著者名/発表者名
      山内彩加林、山下純平、杉浦悠毅、松岡悠太、曽根正光、山口良文
    • 学会等名
      第5回 冬眠休眠研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 冬眠哺乳類シリアンハムスターの脂質代謝関連組織における脂質プロファイリング2023

    • 著者名/発表者名
      山内彩加林、山下純平、杉浦悠毅、松岡悠太、曽根正光、山口良文
    • 学会等名
      冬眠生物学2.0領域会議
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 哺乳類の冬眠を支える低温耐性に必要な因子は何か2023

    • 著者名/発表者名
      山口良文、三橋ののか、大塚玲桜、奥津風香、山内彩加林、曽根正光
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] On the intrinsic and extrinsic factors that contribute to hibernation ~ a lesson from Syrian hamsters2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshifumi Yamaguchi, Satoshi Nakagawa, Reo Otsuka, Nanaka Matsuoka, Fuuka Okutsu, Junpei Yamashita, Akari Yamauchi
    • 学会等名
      MBSJ online Symposium
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 冬眠する哺乳類が有する低温耐性の分子基盤2023

    • 著者名/発表者名
      山口良文、曽根正光、三橋ののか、羽田 龍史、大塚玲桜、山内彩加林
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 不凍タンパク質の氷結晶結合機能と細胞保護機能 ~生物の低温適応の分子メカニズムに迫る~2023

    • 著者名/発表者名
      山内彩加林
    • 学会等名
      生物物理若手の会 北海道支部
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 哺乳類の冬眠の不思議に迫る2023

    • 著者名/発表者名
      山内彩加林
    • 学会等名
      令和5年度低温科学研究所公開講座
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 日本産越冬性昆虫オオクワガタ由来不凍タンパク質の発見2022

    • 著者名/発表者名
      山内彩加林、新井達也、津田栄
    • 学会等名
      第67回低温生物工学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 昆虫由来不凍タンパク質は哺乳動物細胞を-5℃でも生存可能にする2022

    • 著者名/発表者名
      山内彩加林、近藤英昌、新井達也、津田栄
    • 学会等名
      第60回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 不凍タンパク質と粘性物質を組み合わせた培養細胞の新規凍結保護剤2022

    • 著者名/発表者名
      張陸岩、山内彩加林、津田栄、大山恭史、近藤英昌
    • 学会等名
      第60回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] オオクワガタ由来不凍タンパク質の特性評価2022

    • 著者名/発表者名
      飯田裕喜、新井達也、山内彩加林、津田栄、大山恭史、近藤英昌
    • 学会等名
      第60回日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] The structure-function relationship of ice-binding proteins from cold-adapted organisms2022

    • 著者名/発表者名
      Akari Yamauchi
    • 学会等名
      IBP International seminar series 2021-2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2022-09-01   更新日: 2025-01-30  

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