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2023 年度 実績報告書

脊椎動物の季節適応機構の解明とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 19H05643
研究機関名古屋大学

研究代表者

吉村 崇  名古屋大学, 生命農学研究科(WPI), 教授 (40291413)

研究分担者 大川 妙子 (西脇妙子)  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (30432230)
中山 友哉  名古屋大学, 高等研究院(農), 特任助教 (30866661)
大竹 愛 (四宮愛)  基礎生物学研究所, バイオリソース研究室, 助教 (60452067)
研究期間 (年度) 2019-06-26 – 2024-03-31
キーワード光周性 / 季節適応 / メダカ / ケミカルゲノミクス
研究実績の概要

生物をとりまく環境は季節に応じて劇的に変化する。生物は毎年繰り返される日長、温度、降水量などの環境の季節変化に積極的に適応するために、外界の変化を感知し、繁殖、渡り、冬眠などの生理機能や行動を制御している。ヒトも例外ではなく、代謝、免疫機能、気分、病気のリスクなどが季節によって変化する。本研究では洗練された季節応答性を示すだけでなく、生息地域の緯度によって遺伝的に異なる季節適応能を示すメダカをモデルとすることで、動物の季節適応の遺伝基盤を解明するとともに、摂食、代謝、繁殖活動などの生理機能の年周リズムを支える分子基盤を明らかにすることを目的とした。さらに冬季のうつ様行動の発現機構を解明し、それを克服する分子を開発することを目的とした。令和5年度は臨界日長を司ると考えられた3つの候補遺伝子について作出した変異体について、臨界日長に関する表現型解析を実施したところ、そのうちの一つにおいて臨界日長が変化することを明らかにした。臨界温度の制御機構に関しては臨界温度が異なる2集団の解析から見出した候補遺伝子産物の天然変性領域のアミノ酸配列の違いが臨界温度の違いをもたらしている可能性が示唆されており、引き続き論文発表に向けて機能解析を続けている。さらに臨界日長、臨界温度の異なる2集団について、函館で実施した共通圃場実験の研究成果を論文発表した。また、毎月、2年間通して採材し、実施したメダカの視床下部・下垂体のトランスクリプトーム解析の結果から、摂食、代謝、繁殖活動などの生理機能や行動の年周リズムを司る分子基盤を明らかにし、論文発表した。さらに前年度までに、冬季のうつ様行動を改善する化合物セラストロールを発見していたが、ゲノム編集により作出した変異体の解析から新たな標的タンパク質を明らかにし、論文で報告した。さらにアカゲザルの全身組織の解析から全身組織の年周リズムの分子基盤を解明した。

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 9件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] シカゴ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      シカゴ大学
  • [国際共同研究] マンチェスター大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      マンチェスター大学
  • [国際共同研究] ウプサラ大学(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      ウプサラ大学
  • [雑誌論文] A transcriptional program underlying the circannual rhythms of gonadal development in medaka2023

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Tomoya、Tanikawa Miki、Okushi Yuki、Itoh Thoma、Shimmura Tsuyoshi、Maruyama Michiyo、Yamaguchi Taiki、Matsumiya Akiko、Shinomiya Ai、Guh Ying-Jey、Chen Junfeng、Naruse Kiyoshi、Kudoh Hiroshi、Kondo Yohei、Naoki Honda、Aoki Kazuhiro、Nagano Atsushi J.、Yoshimura Takashi
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 120 ページ: e2313514120

    • DOI

      10.1073/pnas.2313514120

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Orphan nuclear receptor nr4a1 regulates winter depression-like behavior in medaka2023

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Tomoya、Hirano Fuka、Okushi Yuki、Matsuura Kosuke、Ohashi Miki、Matsumiya Akiko、Yoshimura Takashi
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 814 ページ: 137469~137469

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2023.137469

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variation in responses to photoperiods and temperatures in Japanese medaka from different latitudes2023

    • 著者名/発表者名
      Shinomiya Ai、Adachi Daisuke、Shimmura Tsuyoshi、Tanikawa Miki、Hiramatsu Naoshi、Ijiri Shigeho、Naruse Kiyoshi、Sakaizumi Mitsuru、Yoshimura Takashi
    • 雑誌名

      Zoological Letters

      巻: 9 ページ: 16

    • DOI

      10.1186/s40851-023-00215-8

    • 査読あり
  • [学会発表] Seasonal transcriptome atlas of 80 neural and peripheral tissues of non-human primate Macaca mulatta2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura T
    • 学会等名
      14th International Workshop on Resistance to Thyroid Hormones & Thyroid Hormone Actions
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photoperiod and seasonal reproduction2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura T
    • 学会等名
      InSC School in Chronobiology 2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 月のリズムと季節のリズムの分子基盤2023

    • 著者名/発表者名
      吉村崇
    • 学会等名
      下垂体研究会第37回学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 脊椎動物の概年リズムの分子基盤2023

    • 著者名/発表者名
      吉村崇
    • 学会等名
      日本睡眠学会第45回定期学術集会第30回日本時間生物学会学術大会合同大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 脊椎動物の概年時計の分子機構2023

    • 著者名/発表者名
      吉村崇
    • 学会等名
      2023年度生理学研究所研究会「極限環境適応」
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular basis of the circannual clock2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura T
    • 学会等名
      The 61st Annual Meetings of the Biophysical Society of Japan
    • 招待講演
  • [学会発表] Understanding the mystery of biological clocks: Learning from unique animals to contribute for food production and human health2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura T
    • 学会等名
      JAACT2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ユニークな動物から明らかになった驚きの季節適応戦略2023

    • 著者名/発表者名
      吉村崇
    • 学会等名
      第47回鳥類内分泌研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 自然条件下の魚類と哺乳類からみえてきた脊椎動物の季節適応機構2023

    • 著者名/発表者名
      吉村崇
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会第45回大阪大会
    • 招待講演
  • [備考] 1年のリズムを刻む概年遺伝子を発見

    • URL

      https://www.itbm.nagoya-u.ac.jp/ja/research/2023/12/post-67.php

  • [産業財産権] 甲状腺ホルモン受容体β選択的な甲状腺ホルモンアナログとして有効な化合物2023

    • 発明者名
      吉村崇、C Crudden、南保正和、大川妙子、佐藤綾人ら
    • 権利者名
      東海国立大学機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2023/046295
    • 外国

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公開日: 2024-12-25  

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