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2019 年度 実績報告書

触覚受容に関わる分子の探索と再構成

研究課題

研究課題/領域番号 19H03329
研究機関青山学院大学

研究代表者

平田 普三  青山学院大学, 理工学部, 教授 (60402450)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード神経
研究実績の概要

触覚受容の理解を目指し、触覚受容に必要な分子をゼブラフィッシュ仔魚を用いた変異体スクリーニングで探索し、その機能を明らかにする研究を進めた。具体的にはゼブラフィッシュ仔魚に機械刺激を与えて、その際の逃避行動で異常のあるものを変異体として同定し、解析を進めた。機械刺激に応答しないものには触覚受容に異常のあるものだけでなく、中枢神経系や筋に異常のあるものも含まれるが、機械刺激以外の感覚刺激として音刺激や水流刺激を与えて逃避行動を駆動できるかを調べることで、触覚受容に異常のあるものを効率的に単離した。その中でRNAポリメラーゼの非必須サブユニットとされるpolr2dの変異体を得て、解析を進めると、polr2d変異体は24時間ステージで見られるはずの機械刺激応答が欠如していた。さらに全体的な胚発生の遅延も見られ、神経系組織で細胞死が亢進していることもわかった。さまざまな遺伝子の発現を調べたところ、ハウスキーピング遺伝子に加え、母系由来遺伝子や接合型発現遺伝子においても発現の異常が見られることがわかった。これらのことからpolr2dの神経系における重要性が明らかになり、脊椎動物において同遺伝子の機能を明らかにした初めての研究となった。また、触覚応答に関わる分子を探索する目的でゼブラフィッシュ仔魚にさまざまな化合物を作用させて機械刺激を与え、逃避行動を観察したところ、抗炎症薬として知られるニフルム酸を作用させると触刺激応答に異常が生じることがわかった。その異常はグリシン受容体の阻害剤であるストリキニーネを作用させた際の異常行動に似ていたことから、グリシン受容体がニフルム酸の標的になる可能性を検討した。カエルの卵母細胞にグリシン受容体を発現させてグリシンによる受容体開口がニフルム酸によってどう影響を受けるかを調べたところ、ニフルム酸の濃度依存的にグリシン受容体が阻害されることがわかった。

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

もともと予定していた研究を遂行する中で、順調に実験結果が得られている。

今後の研究の推進方策

次年度も引き続き、当初の研究計画通りに研究を遂行する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Characterization of zebrafish GABAA receptor subunits2021

    • 著者名/発表者名
      Sadamitsu Kenichiro、Shigemitsu Leona、Suzuki Marina、Ito Daishi、Kashima Makoto、Hirata Hiromi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41598-021-84646-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Reproducible Protocol to Measure the Critical Swimming Speed of Adult Zebrafish2020

    • 著者名/発表者名
      Wakamatsu Yuma、Kashima Makoto、Hirata Hiromi
    • 雑誌名

      BIO-PROTOCOL

      巻: 10 ページ: 1-12

    • DOI

      10.21769/BioProtoc.3712

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of the hypertension drug niflumic acid as a glycine receptor inhibitor2020

    • 著者名/発表者名
      Ito Daishi、Kawazoe Yoshinori、Sato Ayato、Uesugi Motonari、Hirata Hiromi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1038/s41598-020-70983-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] RNA polymerase II subunit D is essential for zebrafish development2020

    • 著者名/発表者名
      Maeta Masanari、Kataoka Miku、Nishiya Yusuke、Ogino Kazutoyo、Kashima Makoto、Hirata Hiromi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-020-70110-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] InMeRF: prediction of pathogenicity of missense variants by individual modeling for each amino acid substitution2020

    • 著者名/発表者名
      Takeda Jun-ichi、Nanatsue Kentaro、Yamagishi Ryosuke、Ito Mikako、Haga Nobuhiko、Hirata Hiromi、Ogi Tomoo、Ohno Kinji
    • 雑誌名

      NAR Genomics and Bioinformatics

      巻: 2 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1093/nargab/lqaa038

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Glycine Receptor Autoantibodies Impair Receptor Function and Induce Motor Dysfunction2020

    • 著者名/発表者名
      Rauschenberger Vera、von Wardenburg Niels、Schaefer Natascha、Ogino Kazutoyo、Hirata Hiromi、Lillesaar Christina、Kluck Christoph J.、Meinck Hans‐Michael、Borrmann Marc、Weishaupt Andreas、Doppler Kathrin、Wickel Jonathan、Geis Christian、Sommer Claudia、Villmann Carmen
    • 雑誌名

      Annals of Neurology

      巻: 88 ページ: 544~561

    • DOI

      10.1002/ana.25832

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ゼブラフィッシュが環境に適応して行動を変化させる分子メカニズム2020

    • 著者名/発表者名
      平田普三
    • 学会等名
      日本動物学会第91回大会
    • 招待講演
  • [図書] ゼブラフィッシュ実験ガイド2020

    • 著者名/発表者名
      平田 普三
    • 総ページ数
      148
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      978-4-254-17173-0

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公開日: 2021-12-27  

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