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2021 年度 実施状況報告書

ディジェネリン型メカノ受容体DEG-1を介した温度受容と低温耐性制御

研究課題

研究課題/領域番号 21K19279
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) 2021-07-09 – 2024-03-31
キーワードC. elegans / 低温耐性 / 温度受容体 / メカノ受容体 / DEG/ENaC / トランスクリプトーム解析
研究実績の概要

温度は生体の生存と繁栄に関わる重要な環境情報のひとつである。本研究では、線虫C. elegansが示す温度応答のひとつである低温耐性・馴化を実験系として、温度受容の分子機構に関わる新しい原理を解き明かすことを目的として解析を進めた。特に、メカノ受容体であるDEG/ENaCが温度受容 に関わることを近年見つけたため、メカノ受容体を介した温度受容に関して解析をすすめた。具体的には、DEG-1以外のDEG/ENaCチャネルや、それらの制御因子に注目し、それらの温度応答や低温耐性への影響を測定した。温度応答に影響を与えるDEG-1以外のDEG/ENaCが見つかってきた。また、解析の過程でDEG/ENaC以外の新規の温度受容体の候補が見つかってきたため、同時に解析もすすめた。
当該年度は、温度刺激依存的に発現変動する遺伝子をトランスクリプトーム解析から同定し、その中からメカノチャネルおよびメカノチャネルの制御分子をコードする遺伝子を選別した。そのなかには、DEG-1以外のDEG/ENaCチャネルも含まれていた。そこで、その遺伝子の変異体の低温耐性を測定したところ、ナル変異体では低温耐性異常が見られなかった。可能性として、機能獲得型変異体において低温耐性の異常が確認される可能性が考えられた。当該年度に行った温度刺激依存的に発現変動する遺伝子のトランスクリプトーム解析から、DEG/ENaC以外の新規の温度受容体候補遺伝子として、3量体Gタンパク質に関連した遺伝子が見つかってきた。

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

メカノ受容体を介した温度受容の分子機構に関わる新しい原理を解き明かすことを目的として、線虫C. elegansが示す低温耐性を実験系として解析を行い、これまでに、メカノ受容体であるDEG/ENaCであるDEG-1以外のDEG/ENaCチャネルがトランスクリプトーム解析から見つかってきた。また、温度刺激依存的に発現変動する遺伝子のトランスクリプトーム解析から、DEG/ENaC以外の新規の温度受容体候補遺伝子も見つかってきたことから、予定通り達成されていると考えられる。

今後の研究の推進方策

次年度の課題としては、当該年度においてDEG-1以外のDEG/ENaCチャネルの変異体の低温耐性を測定したところ、ナル変異体では低温耐性異常が見られなかったため、まずは、その遺伝子の機能獲得型変異体を用いて、低温耐性の異常の有無を確認する必要がある。もし、機能獲得型変異体において低温耐性の異常が確認された場合には、DEG/ENaCチャネルのナル変異体にDEG/ENaCの機能獲得型遺伝子を外来遺伝子として導入し、それによって、低温耐性の異常が見られるようになるかを解析する必要がある。

次年度使用額が生じた理由

コロナ禍で共同研究出張が予定したようには進まず、次年度使用額が生じたため、次年度に生理学解析を行うために使用する。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Molecular physiology regulating cold tolerance and acclimation of ;Caenorhabditis elegans2022

    • 著者名/発表者名
      OKAHATA Misaki、MOTOMURA Haruka、OHTA Akane、KUHARA Atsushi
    • 雑誌名

      Proceedings of the Japan Academy, Series B

      巻: 98 ページ: 126~139

    • DOI

      10.2183/pjab.98.009

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Imaging and manipulation of temperature response of nerve cells in brain-gut interaction underlying cold tolerance2021

    • 著者名/発表者名
      Fukumoto A., Okahata M., Motomura H., Ohta A., Kuhara A.
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 5 ページ: 55-61

  • [雑誌論文] Neural Circuit Model for Sensory Information Integration in C. elegans2021

    • 著者名/発表者名
      岡畑美咲、久原 篤
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 61 ページ: 192-193

    • DOI

      10.2142/biophys.61.001

  • [学会発表] 動物と植物の温度耐性に共通して関わるスプライソソーム因子AQRの解析2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤夕希, 美馬 直, 礒野一帆, 太治輝昭, 太田茜, 久原篤
    • 学会等名
      第2回日本遺伝学会春の分科会
  • [学会発表] 線虫の低温耐性における転写伸長因子TCEB-3の機能細胞解析2022

    • 著者名/発表者名
      寺西宏顕, 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
      第2回日本遺伝学会春の分科会
  • [学会発表] Nervous-gut system coordinates temperature acclimation in C. elegans2022

    • 著者名/発表者名
      Akane Ohta, Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      the TARA international online symposium
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular-neurogenetics of temperature response in animal2021

    • 著者名/発表者名
      久原篤、太田茜
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Identification of novel temperature receptor isolated from cold tolerance and acclimation of C. elegans2021

    • 著者名/発表者名
      久原篤、太田茜
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of splicing factor AQR that is involved in temperature tolerance and responsible gene for abnormal cold tolerance in C. elegans2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤夕希, 美馬 直, 礒野一帆, 太治輝昭, 太田茜, 久原篤
    • 学会等名
      日本分子生物学会
  • [学会発表] 動物の低温耐性の研究における今後の発展に向け2021

    • 著者名/発表者名
      久原篤
    • 学会等名
      第74回 甲南大学総合研究所公開講演会、異分野融合研究セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Neuronal transcription elongation factor TCEB-3 positively regulates cold tolerance in C elegans2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Teranishi,Toshihiro Iseki, Natsune Takagaki, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda,Akane Ohta,Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会、第1回 CJK 国際会議(The 1st China-Japan-Korea International Meeting)
    • 国際学会
  • [学会発表] Transcription elongation factor, elongin TCEB-3, positively controls cold tolerance2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Teranishi,Toshihiro Iseki, Natsune Takagaki, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda,Akane Ohta,Atsushi Kuhara
    • 学会等名
      23th C. elegans International conference
    • 国際学会
  • [学会発表] 線虫C. elegansの温度耐性におけるDEG/ENaCおよびAQRの関与2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤夕希, 礒野一帆, 太治輝昭, 太田茜, 久原篤
    • 学会等名
      動物学会近畿支部会
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://kuharan.com/index.html


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公開日: 2022-12-28  

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