• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2018 年度 実施状況報告書

シングルセルトランスクリプトーム解析による温度記憶の解析

研究課題

研究課題/領域番号 17K19410
研究機関甲南大学

研究代表者

久原 篤  甲南大学, 理工学部, 教授 (00402412)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
キーワード線虫 / C. elegans / 温度応答 / 温度受容ニューロン / 温度メモリー
研究実績の概要

記憶と学習の分子生理学メカニズムの基盤の解明は現代の生物学における大きな研究課題である。線虫Caenorhabditis. elegansにおいて、温度の記憶を行う頭部のASJ温度受容ニューロンがこれまでの解析から見つかってきた(Ohta et al., Nature commun, 2014)。そこでこのASJニューロンを実験系としてもちいて、このASJニューロンが示す1細胞レベルでの温度のメモリーを制御する分子機構を明らかにすることを目指す。そのための解析手法として、1細胞レベルでの遺伝子発現変動を検出し、温度記憶の制御を司るプロファイルを作成した。さらに、単一細胞レベルでの遺伝子発現変動リストをもとに、遺伝子の機能が低下した個体や機能が欠損した変異体の単離をおこない、それらの個体における温度馴化への関与を調べている。温度馴化に異常を示した 個体や変異体に関しては、その温度適応記憶の表現型に加えて、神経活動のカルシウムイメージングから記憶への関与を解析している。個体レベルの温度馴化とASJ温度受容ニューロンレベルでの温度記憶の表現型が顕著であった個体や変異体に関しては、実際にASJニューロンのみでそれらの表現型が制御されているかを調べるために、特定のニューロンで責任遺伝子を発現させ、変異体などの表現型異常が回復するかを調べ、責任遺伝子の細胞自律性を検証している。本研究から個体の温度記憶に関わる新規の遺伝子やその調節機構が明らかになることが期待される。

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

記憶の情報処理を1細胞レベルで非常にシンプルに捉えることができれば、その理解は飛躍的に進展すると考えられる。本研究では、近年同定した記憶を行う単一の感覚神経細胞であるASJ感覚ニューロンを解析モデルとして、記憶の多面的なイベントを定量化し、基本原理の解明を目指している。本年度は、単一ニューロンの温度応答遺伝子発現のプロファイルを使い、それらの遺伝子リストをもとに、遺伝子機能低下や機能欠損個体を単離し、その温度適応記憶の表現型と神経活動のCa2+イメージングから記憶への関与を解析したことから、当初の計画通りと考えられる。

今後の研究の推進方策

次年度以降は前年度に引き続き、作成した単一のニューロンの記憶に関わる遺伝子発現のプロファイルを指標として、それらの遺伝子リストから遺伝子機能低下や機能欠損個体の単離し、その温度適応記憶の表現型と神経活動のCa2+イメージングから記憶への関与を解析する。また、原因遺伝子の種類によっては、温度記憶ニューロン内の温度記憶を人工的に操作することで、温度記憶の新規の生理的性質を捉える。そのためのツールとして、シナプス伝達を人工的に活性化する分子や、光駆動性チャネルを利用する。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] カリフォルニア大学/アラスカ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      カリフォルニア大学/アラスカ大学
  • [雑誌論文] Cold acclimation via the KQT-2 potassium channel is modulated by oxygen in Caenorhabditis elegans2019

    • 著者名/発表者名
      Okahata M., Wei A. D., Ohta A., Kuhara A.
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 5, 2 (eaav3631) ページ: 1-12

    • DOI

      10.1126/sciadv.aav3631

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular and Cellular Network Systems Underlying Cold Tolerance of Caenorhabditis elegans2019

    • 著者名/発表者名
      Ohnishi K., Takagaki N., Okahata M., Fujita M., Ohta A., Kuhara A.
    • 雑誌名

      Cryobiology and Cryotechnology

      巻: 64, 2 ページ: 53-59

    • DOI

      https://doi.org/10.20585/cryobolcryotechnol.64.2_53

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Endoribonuclease ENDU-2 regulates multiple traits including cold tolerance via cell autonomous and nonautonomous controls in C. elegans2018

    • 著者名/発表者名
      Ujisawa T., Ohta A., Ii T., Minakuchi Y., Toyoda A., Ii M., Kuhara A.
    • 雑誌名

      PNAS

      巻: 115, 35 ページ: 8823-8828

    • DOI

      https://doi.org/10.1073/pnas.1808634115

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Temperature response in cold tolerance of C. elegans2018

    • 著者名/発表者名
      Kuhara A. and Ohta A.
    • 雑誌名

      Impact

      巻: 7 ページ: 44-46

    • DOI

      https://doi.org/10.21820/23987073.2018.7.44

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 低温耐性を司る組織ネットワーク2018

    • 著者名/発表者名
      藤田茉優,大西康平,太田茜,久原篤
    • 雑誌名

      月刊「細胞」

      巻: 50(9) ページ: 8(464)-11(467)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 線虫感覚受容器のグリアーニューロン相互作用と低温耐性2018

    • 著者名/発表者名
      中台(鹿毛)枝里子, 太田茜,宇治澤知代,孫思墨, 西川禎一, 久原篤,三谷昌平
    • 雑誌名

      月刊「細胞」

      巻: 50(9) ページ: 24(480)-27(483)

    • 査読あり
  • [学会発表] Oxygen affects simple circuit for cold acclimation via KQT potassium channel and HADH in C. elegans2019

    • 著者名/発表者名
      Mayu Fujita, Misaki Okahata, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      the 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Sciences Congress (FAOPS2019)
  • [学会発表] 線虫C. elegansの低温耐性における温度センシング機構2018

    • 著者名/発表者名
      久原篤、藤田茉優、太田茜
    • 学会等名
      3rdバイオサーモロジーワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂肪酸代謝酵素を介した低温耐性の制御とエピジェネティクス2018

    • 著者名/発表者名
      Mayu Fujita, Shiori Sakai, Misaki Okahata, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      温度生物学若手の会
  • [学会発表] 線虫C. elegansの低温耐性から理解する温度応答システム2018

    • 著者名/発表者名
      久原篤、藤田茉優、太田茜
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 線虫C.elegansの低温耐性におけるGPCR型温度センサーの探索2018

    • 著者名/発表者名
      大西康平、三浦徹、宇治澤知代、太田茜、久原篤
    • 学会等名
      日本遺伝学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Genetic and epigenetic analysis of cold acclimation in C. elegans2018

    • 著者名/発表者名
      Mayu Fujita, Shiori Sakai, Misaki Okahata, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      日本遺伝学会
  • [学会発表] C. elegansの低温耐性をpositiveに制御する転写伸長因子TCEB-32018

    • 著者名/発表者名
      井関敏啓、高垣菜式、水口洋平、豊田敦、太田茜、久原篤
    • 学会等名
      日本遺伝学会
  • [学会発表] Chemosensing-neuron regulates cold tolerance via Ca2+-dependent endoribonuclease with apoptotic signaling in C. elegans2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kuhara,Tomoyo Ujisawa, Atsushi Toyoda, Katsushi Arisaka, Miki Ii, Akane Ohta
    • 学会等名
      生物物理学会
  • [学会発表] Genetic and epigenetic analysis of temperature response in Caenorhabditis elegans2018

    • 著者名/発表者名
      Mayu Fujita, Shiori Sakai, Misaki Okahata, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      日本線虫学会
  • [学会発表] Genetic and epigenetic analysis of temperature acclimation of C. elegans2018

    • 著者名/発表者名
      Mayu Fujita, Shiori Sakai, Misaki Okahata, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      神経科学学会
  • [学会発表] Transcription elongation factor TCEB-3 is involved in cold tolerance of C. elegans2018

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Iseki, Natsune Takagaki, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      神経科学学会
  • [学会発表] Screening for thermo-sensor in thermosensory neuron in C. elegans2018

    • 著者名/発表者名
      Kohei Ohnishi, Toru Miura, Tomoyo Ujisawa, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      神経科学学会
  • [学会発表] Genetic and epigenetic analysis of cold acclimation2018

    • 著者名/発表者名
      Mayu Fujita, Shiori Sakai, Misaki Okahata, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      8th Asia-Pacific C.elegans meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 線虫C. elegansの低温耐性に関わる分子細胞ネットワークシステム2018

    • 著者名/発表者名
      久原篤、藤田茉優、太田茜
    • 学会等名
      第63回「低温生物工学会」シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 線虫C. elegansの低温耐性に関わる転写伸長因子TCEB-32018

    • 著者名/発表者名
      井関敏啓、高垣菜式、水口洋平、豊田敦、太田茜、久原篤
    • 学会等名
      動物学会関西支部会
  • [備考] 生体調節学 久原篤 研究室

    • URL

      http://kuharan.com/index.html

URL: 

公開日: 2019-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi