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2022 年度 実績報告書

能動的低代謝の分子機構:冬眠様低代謝の誘導による休眠省エネ機構の解明

計画研究

研究領域冬眠生物学~哺乳類の低代謝・低体温による生存戦略
研究課題/領域番号 20H05767
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

砂川 玄志郎  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (70710250)

研究分担者 清成 寛  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (40721048)
研究期間 (年度) 2020-10-02 – 2023-03-31
キーワード休眠 / 冬眠 / 日内休眠 / 低温耐性 / 低代謝耐性 / ハムスター
研究実績の概要

2022年度は高温環境にてQIHを誘導した温かい冬眠状態の遺伝子発現解析から得られた体温とは無関係に休眠という状態に依存して変化する遺伝子群(低代謝関連遺伝子群)が実際に因果性を持って休眠の低代謝と関係していることを示すために遺伝子破壊を行ったマウスで表現型解析を行った。具体的には、Qrfp(cre/+)マウスの受精卵にCas9タンパクとgRNAを直接導入し、該当する遺伝子が破壊されたQrfp(cre/+)マウスを産出し、同マウスの視床下部にAAV-hSyn-DIO-hM3Dqを感染させることで、特定の遺伝子がKOされたQIH可能なマウスを作出した。同マウスの休眠表現型(飢餓性休眠とQIH)を観察し、KOのないマウスの休眠表現型との比較を行った。現在、候補となっている29遺伝子を順次検証していっており、16番目の遺伝子まで1次スクリーニングが完了している。in vitro休眠表現型解析に関しては、成体マウスからサンプリングした肝臓の代謝測定をフラックスアナライザーで測定することに成功しており、C57BL/6J、MYS、STM2という休眠表現型の異なる近交系マウスの肝臓の代謝を測定した。ハムスターの生殖工学については、人工光(特に長波長)を遮断した上で目的のステージの胚を効率よく取得することに成功した。また、胚の採取から移植までの生体外胚操作技術を実施するにあたり、培地の最適化に取り組んだ結果、比較的効率よく胚盤胞期胚にまで発生する条件を見出した。これらの条件下にて前核期胚に対してマイクロインジェクション法によるCRISPR/Cas9システムを用いたチロシナーゼ遺伝子ノックアウト(KO)を試みた結果、両染色体の標的遺伝子座に欠損をもつKOハムスターの作製に成功した。

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。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] A warm hibernation can protect organs from ischemia2023

    • 著者名/発表者名
      Genshiro A. Sunagawa, Hidetoshi Masumoto
    • 学会等名
      第100回日本生理学会
  • [学会発表] Warm hibernation enabled: revolutionizing hibernation research with QIH2023

    • 著者名/発表者名
      Genshiro A. Sunagawa, Hidetoshi Masumoto
    • 学会等名
      BDR Symposium 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Can we hibernate? ― R&D toward synthetic hibernation for humans.2022

    • 著者名/発表者名
      Genshiro A. Sunagawa
    • 学会等名
      第2回Workshop on Nobel Turing Challenge
    • 国際学会
  • [学会発表] Toward clinical application of torpor2022

    • 著者名/発表者名
      Genshiro A. Sunagawa
    • 学会等名
      第48回神経内分泌学会
  • [学会発表] QRFP産生ニューロンからはじまるマウスの冬眠様状態2022

    • 著者名/発表者名
      Genshiro A. Sunagawa
    • 学会等名
      日本動物学会 第93回 早稲田大会
  • [学会発表] 冬眠と睡眠の相違2022

    • 著者名/発表者名
      Genshiro A. Sunagawa
    • 学会等名
      日本睡眠学会第47回定期学術集会

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公開日: 2023-12-25  

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