| 研究課題/領域番号 |
16K18579
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| 研究機関 | 静岡県立大学 |
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研究代表者 |
大原 裕也 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 助教 (80771956)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 個体発育 / 核内倍加 / エクジステロイド / ショウジョウバエ / TOR |
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| 研究実績の概要 |
動物の発育過程は，成長期と成熟期に大別される．成長期の個体は栄養を摂取し体サイズを増加させ，その後，成熟期に移行し生殖能力を持つ成体へと移行する．成熟過程はステロイドホルモンによって誘発されることは多くの動物において共通しており，ステロイドホルモンの産生が活性化するか否かは成長期における栄養状態に大きく影響を受ける．たとえば，ショウジョウバエを始めとした昆虫は，前胸腺から産生されるエクジステロイドの働きにより幼虫から蛹へと変態するが，エクジステロイド産生および変態が引き起こされるか否かは，幼虫がCW（クリティカルウェイト）と呼ばれる固有の体重に到達しているか否かに依存する．このことから，ステロイドホルモンの産生を決定づける「栄養チェックポイント」が存在すると考えられてきたが，その分子実体はこれまで不明であった．本研究では，ショウジョウバエを用い，このチェックポイントを司る分子機構を明らかにすることを目的としている．
当該年度において，「栄養チェックポイント」の一端を担うメカニズムとして，核内倍加を見出した．核内倍加は分裂を伴わない細胞周期であり，ゲノムDNAが複製・倍加し続ける．本研究では，前胸腺において一定回数の核内倍加が進行することでクリティカルウェイトに到達し，エクジステロイド産生が不可逆的に活性化することを明らかにした．さらに，核内倍加の進行は，Target of rapamycin（TOR）シグナル，インスリンシグナルといった栄養依存的なシグナル伝達経路によって制御されることもわかった．これらの結果は，細胞レベルでの成長・分化（核内倍加の進行）の栄養依存性と，個体レベルでの成長・成熟（成長期から変態期への切り替え）の栄養依存性とを統一的に理解する基盤となる．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
エクジステロイド産生ならびに個体発育における核内倍加の役割と，前胸腺におけるTORの機能を遺伝学的に示すことができ，その成果を原著論文として発表した（研究A-1およびA-2の達成）．また，核内倍加を制御するシグナル伝達経路の活性に影響をおよぼす栄養素の同定にも着手している（研究A-3）．一方で，NGS（次世代シーケンシング）を用いた前胸腺細胞のゲノムDNAにおいて形成されるUR領域の同定（研究B-1）には至っていない．
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| 今後の研究の推進方策 |
NGS解析が進んでいない理由として，前胸腺からのゲノムDNA抽出が進んでいないことが挙げられる．これまでの予備実験から，前胸腺は細胞数が約50個と少なく，十分なゲノムDNAを抽出するにはおよそ1000個の前胸腺を回収する必要があると考えられる．現在，解剖・摘出を進め前胸腺を数百個プールしているところであり，29年度前半にはNGSのライブラリ調整まで進め，ライブラリが調整でき次第すみやかにシーケンシングに進む予定である．
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