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Chronic effects of non-24 hour solar days

公募研究

研究領域宇宙からひも解く新たな生命制御機構の統合的理解
研究課題/領域番号 16H01652
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関沖縄科学技術大学院大学

研究代表者

Myung Jihwan  沖縄科学技術大学院大学, 計算脳科学ユニット, 客員研究員 (80643204)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2017年度)
配分額 *注記
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードChronobiology / Suprachiasmatic nucleus / Choroid plexus / 特殊環境 / 生理学 / 神経科学 / 情報工学 / Circadian rhythms / Solar day / Synchronization / Phase oscillator / Neural network / Phase-repulsive coupling / Photoperiodism / 生物物理 / 数理物理
研究実績の概要

In this project, we discovered that chronic extra-terrestrial solar day (non-24-h) light-dark condition reorganizes the network of circadian clocks in the suprachiasmatic nucleus (SCN). The reorganization patterns are analogous to those under seasonal light-dark conditions. We created a computational tool for analyzing the reorganization (Moran's I) and a simple model that describes the network dynamics. Through collaborations with Switzerland and USA, we reported our experimental finding in Neuron (2017), which showed that tunable GABA excitability is responsible for this reorganization and region-specific changes at the epigenetic level underlie the tunability. We then moved our focus to analysis and mathematical modeling of the data. The SCN network can be seen as a generator of spatial patterns. We developed a new quantitative measure for spatiotemporal patterns in the SCN and published in Bioinformatics (2017), with collaborators in Germany. We also worked out the detailed mathematics of the network dynamics in the SCN in relation to the external light environment, published in European Journal of Neuroscience through collaboration with USA. To understand how this reorganization influences the overall in vivo dynamics, we extended our study beyond the SCN to accessory circadian clocks in the brain. We found compelling evidence that internal disorganization of circadian clocks between the SCN and the choroid plexus directly affects behavioral rhythms. This work is currently under revision at Nature Communications and is a result of collaborations with Germany and USA.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (7件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Dartmouth College/Marquette University/Washington University(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Humboldt University/Charite University Medicine(Germany)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Zurich(Switzerland)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Marquette University/Amherst College/Morehouse School of Medicine(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Zurich(Switzerland)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Humboldt University/Charite University Medicine Berlin(Germany)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Manchester(United Kingdom)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Network Dynamics Mediate Circadian Clock Plasticity.2017

    • 著者名/発表者名
      Azzi A, Evans JA, Leise T, Myung J, Takumi T, Davidson AJ, Brown SA
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 93 号: 2 ページ: 441-450

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2016.12.022

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Moran’s I quantifies spatio-temporal pattern formation in neural imaging data2017

    • 著者名/発表者名
      Christoph Schmal, Jihwan Myung, Hanspeter Herzel, Grigory Bordyugov
    • 雑誌名

      Bioinformatics

      巻: 33 号: 19 ページ: 3072-3079

    • DOI

      10.1093/bioinformatics/btx351

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 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] Encoding seasonal information in a two‐oscillator model of the multi‐oscillator circadian clock2017

    • 著者名/発表者名
      Jihwan Myung, Scott D Pauls
    • 雑誌名

      European Journal of Neuroscience

      巻: In press 号: 8 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1111/ejn.13697

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 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] Moran's I quantifies spatio-temporal pattern formation in neural imaging data2017

    • 著者名/発表者名
      Christoph Schmal, Jihwan Myung, Hanspeter Herzel, Grigory Bordyugov
    • 雑誌名

      Bioinformatics

      巻: Accepted

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Encoding information beyond the circadian timescale in the multi-oscillator circadian clock2017

    • 著者名/発表者名
      Jihwan Myung
    • 学会等名
      4th East Asia Joint Seminars on Statistical Physics
    • 発表場所
      National Sun-Yet-Sen University, Kaohsiung, Taiwan
    • 年月日
      2017-10-17
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Encoding information beyond the circadian timescale in the multi-oscillator circadian clock2017

    • 著者名/発表者名
      Jihwan Myung
    • 学会等名
      Seminar
    • 発表場所
      Ajou University School of Medicine, Suwon, Korea
    • 年月日
      2017-08-07
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Choroid Plexus as an important Circadian Clock Component2017

    • 著者名/発表者名
      Jihwan Myung
    • 学会等名
      Special Seminar
    • 発表場所
      KAIST, Daejon, Korea
    • 年月日
      2017-07-31
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Encoding information beyond the circadian timescale in the multi-oscillator circadian clock2017

    • 著者名/発表者名
      Jihwan Myung
    • 学会等名
      Center for Glia-Neuron Interaction Seminar Series
    • 発表場所
      KIST, Seoul, Korea
    • 年月日
      2017-07-25
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Circadian Clock Neurons in the SCN Encode Seasonal Time2016

    • 著者名/発表者名
      Jihwan Myung, Toru Takumi
    • 学会等名
      The 64th NIBB Conference "Evolution of Seasonal Timers"
    • 発表場所
      Okazaki Conference Center, Okazaki, Japan
    • 年月日
      2016-04-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Chronic effects of non-24 hour solar days

    • URL

      http://living-in-space.jp/en/publicly-invited-research/A02-8/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2022-06-07  

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