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2021 年度 実績報告書

神経の栄養プログラミング機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H03367
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

小幡 史明  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 (40748539)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードショウジョウバエ / アミノ酸 / チロシン / 腸内細菌 / 自然免疫
研究実績の概要

昨年度までに、発生過程のショウジョウバエにおいて非必須アミノ酸であるチロシンを制限するとATF4で制御される飢餓応答が惹起されることがわかった。このチロシンによるATF4活性化はGCN2に非依存する形で起こる新規栄養応答であることがわかり、ATF4の下流では摂食の代償的な増強を制御するホルモンであるCNMaが誘導されることが明らかとなった。CNMaは、脳のセロトニン神経に発現するCNMa受容体を介して摂食を制御していることが示唆された。またチロシンは、脂肪体におけるTor活性にも影響することがわかり、チロシンによるTor制御はロイシンによるTor制御とは独立した経路であることが示唆された。さらにRNAseqによりトランスクリプトミクス解析を行い、チロシン制限を経験した成虫において、発生期から継続して変化する遺伝子が複数とれた。現在、これら遺伝子の制御機構及び遺伝学的操作による成虫での機能解析を進めている。また、チロシンがATF4を活性化する機構について、哺乳類培養細胞での解析も同時に進めており、3T3-L1細胞でも似た経路の存在を示唆するデータを得ている。
一方、発生期の自然免疫を活性化させると、腸内細菌叢に不可逆的な変化が生じ、個体寿命が短縮することがわかった。興味深いことに発生期の神経特異的に免疫経路の遺伝学的な活性化を引き起こすと、成体において飢餓耐性、中性脂肪蓄積、摂食量の低下などの種々の生理変化がある事が明らかとなり、そのメカニズムに関わる候補遺伝子を絞り込むことが出来た。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022 2021

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

  • [雑誌論文] Activation of innate immunity during development induces unresolved dysbiotic inflammatory gut and shortens lifespan2021

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Kyoko、Oi Ayano、Kosakamoto Hina、Yamauchi Toshitaka、Kadoguchi Hibiki、Kuraishi Takayuki、Miura Masayuki、Obata Fumiaki
    • 雑誌名

      Disease Models and Mechanisms

      巻: 14 ページ: dmm049103

    • DOI

      10.1242/dmm.049103

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The sugar-responsive enteroendocrine neuropeptide F regulates lipid metabolism through glucagon-like and insulin-like hormones in Drosophila melanogaster2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshinari Yuto、Kosakamoto Hina、Kamiyama Takumi、Hoshino Ryo、Matsuoka Rena、Kondo Shu、Tanimoto Hiromu、Nakamura Akira、Obata Fumiaki、Niwa Ryusuke
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 ページ: 4818

    • DOI

      10.1038/s41467-021-25146-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ショウジョウバエ遺伝学で明らかになる栄養応答基盤2022

    • 著者名/発表者名
      小幡史明
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度大会
  • [学会発表] 腸内細菌によるショウジョウバエ寿命制御基盤2021

    • 著者名/発表者名
      小幡史明、三浦正幸
    • 学会等名
      第65回日本薬学会関東支部大会
    • 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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