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栄養環境に応じた個体成長および生殖機能を支えるクロマチン制御機構の解明

公募研究

研究領域遺伝子制御の基盤となるクロマチンポテンシャル
研究課題/領域番号 21H00251
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 生物系
研究機関京都大学

研究代表者

服部 佑佳子  京都大学, 生命科学研究科, 助教 (50646768)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードクロマチン制御 / ヒストンメチル基転移酵素(HMT) / ショウジョウバエ近縁種 / 栄養 / 個体成長 / オス生殖機能 / 栄養バランス / 成長 / マルチオミクス / ヒストンメチル基転移酵素(HMT)
研究開始時の研究の概要

ヒトを含めた動物において、クロマチン制御が環境への適応にどれだけ、そしてどのように寄与しているかは不明である。本研究では、キイロショウジョウバエ(野生型および変異体)とその近縁種を用いて、ヒストン修飾が栄養環境への適応、特に個体成長とオスの生殖機能に果たす役割を解析する。そして、進化の過程で生物が獲得してきたクロマチンレベルでの環境適応機構の解明を目指す。

研究実績の概要

ヒトを含めた動物において、クロマチン制御が環境への適応にどれだけ、そしてどのように寄与しているかは不明である。本研究では、キイロショウジョウバエ(野生型および変異体)とその近縁種を用いて、ヒストン修飾が栄養環境への適応、特に個体成長とオスの生殖機能に果たす役割を解析する。そして、進化の過程で生物が獲得してきたクロマチンレベルでの環境適応機構の解明を目指す。
申請者はこれまでに、ショウジョウバエ近縁種群の栄養への生体応答の比較解析から、食性の幅が広い種(広食性種)のほうが、狭い近縁種(狭食性種)より栄養バランス変化への適応能力が高いことを見出した。そして、キイロショウジョウバエなどの広食性種では、摂取した炭水化物の比率に応じて代謝酵素遺伝子群の発現調節を行い、代謝恒常性を維持するのに対して、この機構はセイシェルショウジョウバエなどの狭食性種では機能しておらず、高炭水化物食では成長できないことを明らかにした(Watanabe et al., Cell Reports, 2019)。本研究では、H3K9ヒストンメチル基転移酵素 (H3K9 HMT) による体細胞や生殖細胞におけるクロマチン制御が、栄養依存的な遺伝子発現調節に果たす役割とその適応的意義の解明を目指す。
当該年度は、クロマチン制御機構をさらに理解するために、クロマチンタイプ (Fillion et al., Cell, 2010) との比較解析を行った。また、クロマチン制御不全によって、組織レベルでどのような異常が生じているかを解析するために、幼虫の組織染色や電子顕微鏡による観察を行った。また、生殖細胞におけるクロマチン制御機構については、着目する代謝産物を餌に加えて、生殖能力が回復するかのレスキュー実験なども行った。

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Inter-organ Wingless/Ror/Akt signaling regulates nutrient-dependent hyperarborization of somatosensory neurons2023

    • 著者名/発表者名
      Kanaoka Yasutetsu、Onodera Koun、Watanabe Kaori、Hayashi Yusaku、Usui Tadao、Uemura Tadashi、Hattori Yukako
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 12 ページ: 1-30

    • DOI

      10.7554/elife.79461

    • 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] Shortened lifespan induced by a high-glucose diet is associated with intestinal immune dysfunction in Drosophila sechellia2022

    • 著者名/発表者名
      Abe Maiko、Kamiyama Takumi、Izumi Yasushi、Qian Qingyin、Yoshihashi Yuma、Degawa Yousuke、Watanabe Kaori、Hattori Yukako、Uemura Tadashi、Niwa Ryusuke
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Biology

      巻: 225 号: 21

    • DOI

      10.1242/jeb.244423

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 炭水化物応答システムから見た栄養環境への適応戦略2022

    • 著者名/発表者名
      服部佑佳子
    • 雑誌名

      アグリバイオ 特集「味覚・食嗜好性研究の最前線」

      巻: 6 ページ: 8-12

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 栄養環境に応じた個体成長および生殖機能を支えるクロマチン制御機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      服部佑佳子
    • 学会等名
      新学術領域研究「クロマチン潜在能」Chromatin Potential Pitch Seminar 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Inter-organ Wingless/Ror/Akt signaling regulates nutrient-dependent dendritic hyperarborization of somatosensory neurons2023

    • 著者名/発表者名
      Yasutetsu Kanaoka, Koun Onodera, Kaori Watanabe, Tadao Usui, Tadashi Uemura and Yukako Hattori
    • 学会等名
      第19回国際学生セミナー(19th International Student Seminar)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Investigating the role of carbohydrate-responsive TGF-β/Activin signaling in male fertility of Drosophila melanogaster2023

    • 著者名/発表者名
      田口茉莉, 渡辺佳織, 杉浦悠毅, 上村匡, 服部佑佳子.
    • 学会等名
      第19回国際学生セミナー(19th International Student Seminar)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Inter-organ Wingless/Ror/Akt signaling regulates nutrient-dependent dendritic hyperarborization of somatosensory neurons2022

    • 著者名/発表者名
      Yasutetsu Kanaoka, Koun Onodera, Kaori Watanabe, Tadao Usui, Tadashi Uemura and Yukako Hattori
    • 学会等名
      "Wnt 2022 (EMBO Workshop co-supported by The Company of Biologists and Yamada Science Foundation)"
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 栄養環境に応じた個体成長および生殖機能を支えるクロマチン制御機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      服部佑佳子
    • 学会等名
      新学術領域研究「クロマチン潜在能」第5回 領域会議
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 高炭水化物食下でのオス生殖能力を支える全身性 TGF-beta/Activin シグナル伝達経路の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺佳織, 田口茉莉, 杉浦悠毅, 上村匡, 服部佑佳子.
    • 学会等名
      第45回分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Systemic and chromatin regulatory mechanisms controlling animal growth and reproduction on carbohydrate-rich diets2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺佳織, 田口茉莉, 杉浦悠毅, 上村匡, 服部佑佳子.
    • 学会等名
      The 4th Cell Biology, Developmental Biology, and Systems Biology Course Meeting at Kyoto University
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Inter-organ Wingless/Ror/Akt signaling regulates nutrient-dependent dendritic hyperarborization of somatosensory neurons2022

    • 著者名/発表者名
      Yasutetsu Kanaoka, Koun Onodera, Kaori Watanabe, Tadao Usui, Tadashi Uemura and Yukako Hattori
    • 学会等名
      第45回分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Investigating the adaptive role of two histone methyltransferases to carbohydrate-rich diets in animal growth.2022

    • 著者名/発表者名
      Kaori Watanabe, Tadashi Uemura and Yukako Hattori.
    • 学会等名
      The 30th Hot Spring Harbor International 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] 栄養環境に応じた個体成長および生殖機能を支えるクロマチン制御機構の解明.2021

    • 著者名/発表者名
      服部 佑佳子.
    • 学会等名
      新学術領域研究「クロマチン潜在能」第4回 領域会議.
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 栄養環境に応じた個体成長を支えるクロマチン制御機構2021

    • 著者名/発表者名
      渡辺 佳織, 上村 匡, 服部 佑佳子
    • 学会等名
      第39回 染色体ワークショップ・第19回 核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Investigating the adaptive role of two histone methyltransferases to carbohydrate-rich diets in animal growth2021

    • 著者名/発表者名
      Kaori Watanabe, Tadashi Uemura, Yukako Hattori
    • 学会等名
      14th Japan Drosophila Research Conference(JDRC14)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Interspecies comparative analyses of Drosophila species to understand systemic and chromatin regulatory mechanisms for adaptation to various nutritional environments2021

    • 著者名/発表者名
      Kaori Watanabe, Tadashi Uemura, Yukako Hattori
    • 学会等名
      The 44th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan (MBSJ2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Investigating the molecular mechanisms regulating nutrient-dependent hyperarborization of somatosensory neurons in Drosophila larvae,2021

    • 著者名/発表者名
      Yasutetsu Kanaoka, Henrik Skibbe, Yusaku Hayashi, Koun Onodera, Ayumi Mure, Yuuki Takahashi, Tadao Usui, Yukako Hattori and Tadashi Uemura
    • 学会等名
      54th Annual Meeting of Japan Society of Developmental Biologists, Online
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Inter-organ signaling regulates nutrient-dependent hyperarborization of somatosensory neurons2021

    • 著者名/発表者名
      Yasutetsu Kanaoka, Koun Onodera, Tadao Usui, Tadashi Uemura and Yukako Hattori
    • 学会等名
      14th Japan Drosophila Research Conference(JDRC14), Online
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Inter-organ Wg/Ror/Akt1 signaling regulates nutrient-dependent hyperarborization of somatosensory neurons2021

    • 著者名/発表者名
      Yasutetsu Kanaoka, Koun Onodera, Kaori Watanabe, Tadao Usui, Tadashi Uemura and Yukako Hattori
    • 学会等名
      Neurogenetics of the Drosophila larva meeting/Maggot Meeting 2021, Online
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ショウジョウバエ近縁種群の比較解析から迫る全身性およびクロマチン制御を介した栄養環境への適応機構2021

    • 著者名/発表者名
      上村 匡, 渡辺 佳織, 服部 佑佳子
    • 学会等名
      新学術領域研究「発生時計と場の連携」班会議
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 研究内容紹介:栄養環境への適応戦略と共生微生物叢の役割の理解

    • URL

      https://www.cellpattern.lif.kyoto-u.ac.jp/research/research-hattori/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 研究内容紹介:栄養環境への適応戦略と共生微生物叢の役割の理解

    • URL

      https://www.cellpattern.lif.kyoto-u.ac.jp/research/research-hattori/

    • 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: 2023-12-25  

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