線虫の宇宙環境応答分子群の同定と発生過程におけるクリティカルポイントの探究

• 研究課題/領域番号: 26506029
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 宇宙生命科学
• 研究機関: 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 東端 晃 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 有人宇宙技術部門, 主任研究開発員 (30360720)
• 研究協力者: 東谷 篤志 ; 橋爪 藤子 ; 梅原 真澄
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 微小重力 / 線虫 / トランスクリプトーム / クリティカルポイント / 筋萎縮

研究成果の概要

過去の宇宙実験から、重力変化により筋肉やエネルギー代謝をはじめとする生体内の重要な分子群は、遺伝子発現に変化をもたらすことが見出されている。本研究は、線虫を材料とし、クリノスタットを用いた重力変化により影響を受ける分子群の同定と、重力変動が発生過程に与えるクリティカルポイントを探ることを目的とした。遺伝子発現解析の結果、発生の初期段階から体の形成に関連する分子が変化を示し、重力を感知する機構が体形成の過程に存在することが示唆された。発生の後半では、タンパク質のリン酸化に関連する分子群は模擬微小重力環境で発現が増大するなど、宇宙でも見られる重力変化の代謝機構への影響が考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Microgravity elicits reproducible alterations in cytoskeletal and metabolic gene and protein expression in space-flown Caenorhabditis elegans (2016)
  • 著者名/発表者名: Higashibata A., Hashizume T., Nemoto K., Higashitani N., Etheridge T., Mori C., Harada S., Sugimoto T., Szewczyk NJ., Baba SA., Mogami Y., Fukui K., Higashitani A.
  • 雑誌名: npj Microgravity 巻: 2 号: 1 ページ: 15022-15022
  • DOI: 10.1038/npjmgrav.2015.22
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fluid dynamics alter Caenorhabditis elegans body length via TGF-beta/DBL-1 neuromuscular signaling (2016)
  • 著者名/発表者名: Harada S., Hashizume T., Nemoto K., Shao Z., Higashitani N., Etheridge T., Szewczyk NJ., Fukui K., Higashibata A., Higashitani A.
  • 雑誌名: npj Microgravity 巻: 2 号: 1 ページ: 16006-16006
  • DOI: 10.1038/npjmgrav.2016.6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Alteration of muscle, cytoskeleton, and mitochondria evokes caloric restriction in spaceflown nematodes (2016)
  • 著者名/発表者名: Akira Higashibata, Toko Hashizume, Kanako Nemoto, Nahoko Higashitani, Timothy Etheridge, Chihiro Mori, Tomoko Sugimoto, Nathaniel Szewczyk, Shoji Baba, Yoshihiro Mogami, Keiji Fukui, Atsushi Higashitani
  • 学会等名: 11th Asian Microgravity Symposium
  • 発表場所: Hokkaido University
  • 年月日: 2016-10-25
  • 国際学会
• [学会発表] Neuromuscular signaling via TGF-beta/DBL-1 acts to alter body physique in response to environmental condition (2016)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Harada, Toko Hashizume, Kanako Nemoto, Zhenhua Shao, Nahoko Higashitani, Timothy Etheridge, Nathaniel Szewczyk, Keiji Fukui, Akira Higashibata, Atsushi Higashitani
  • 学会等名: 11th Asian Microgravity Symposium
  • 発表場所: Hokkaido University
  • 年月日: 2016-10-25
  • 国際学会
• [学会発表] Alteration of Muscle, Cytoskeleton, and Mitochondoria Evokes Carolic Restriction in Spaceflown Nematodes (2016)
  • 著者名/発表者名: Higashibata A., Hashizume T., Nemoto K., Higashitani N., Etheridge T., Mori C., Harada S., Sugimoto T., Szewczyk NJ., Baba SA., Mogami Y., Fukui K., Higashitani A.
  • 学会等名: 11th Asian Microgravity Symposium
  • 発表場所: Hokkaido University
  • 年月日: 2016-10-25
  • 国際学会
• [学会発表] クリノスタットで培養した線虫の体長と遺伝子発現の経時的解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋爪藤子、梅原真澄、東谷篤志、東端晃
  • 学会等名: 第62回日本宇宙航空環境医学会大会日本宇宙生物科学会第30回大会合同大会
  • 発表場所: 愛知医科大学
  • 年月日: 2016-10-13
• [学会発表] 線虫の重力変化応答を探るための至適成育環境の検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 梅原真澄、橋爪藤子、東谷篤志、東端晃
  • 学会等名: 第62回日本宇宙航空環境医学会大会日本宇宙生物科学会第30回大会合同大会
  • 発表場所: 愛知医科大学
  • 年月日: 2016-10-13
• [学会発表] 微小重力と宇宙放射線との複合効果：線虫の宇宙と地上実験からの再考 (2015)
  • 著者名/発表者名: 東谷篤志、東端晃、橋爪藤子
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第29回大会
  • 発表場所: 帝京大学板橋キャンパス
  • 年月日: 2015-09-26
• [学会発表] 無重力による筋細胞内シグナル・トランスダクション (2015)
  • 著者名/発表者名: 内田貴之、安倍知紀、近藤茂忠、真板（大野）綾子、中尾玲子、平坂勝也、小林剛、曽我部正博、東端晃、石岡憲昭、武田伸一、二川健
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第29回大会
  • 発表場所: 帝京大学板橋キャンパス
  • 年月日: 2015-09-26
• [学会発表] 微小重力環境における線虫の筋肉およびエネルギー代謝に関わる遺伝子変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 東端晃、橋爪藤子、東谷なほ子、馬場昭次、東谷篤志
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第29回大会
  • 発表場所: 帝京大学板橋キャンパス
  • 年月日: 2015-09-26
• [学会発表] Epigenetics宇宙実験で用いた線虫C. elegansの継世代培養法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 橋爪藤子、栗山可奈、長田郁子、大島里佳、滝浦舞、東端晃、東谷篤志、矢野幸子
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第29回大会
  • 発表場所: 帝京大学板橋キャンパス
  • 年月日: 2015-09-26
• [学会発表] 線虫C. elegansの輸送条件の最適化-Nematode Muscles地上予備試験を通じて- (2015)
  • 著者名/発表者名: 梅原真澄、橋爪藤子、門間健太、東谷篤志、矢野幸子、東端晃
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第29回大会
  • 発表場所: 帝京大学板橋キャンパス
  • 年月日: 2015-09-26
• [学会発表] "Epigenetics" and "Nematode Muscles" in the next C. elegant space experiments (2014)
  • 著者名/発表者名: Higashitani A.,Takiura M., Monma K., Higashitani N., Hashizume T., Ooshima R., Kuriyama K., Osada I., Sano H., Higashibata A.
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第28回大会
  • 発表場所: 大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
  • 年月日: 2014-09-22 – 2014-09-23