哺乳動物の冬眠に特異的な遺伝子発現制御による末梢組織の低温耐性メカニズムの解明

通过调节哺乳动物冬眠特异性基因表达阐明外周组织的耐冷机制

• 批准号: 20K06447
• 负责人: 塚本 大輔
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kitasato University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K06447/
• 关键词: 冬眠; 遺伝子発現制御; 体温変動; 肝臓; シマリス

「研究の背景」哺乳類の冬眠は、冬眠哺乳動物に特異的な遺伝子やタンパク質が発見されていないことから、哺乳類に共通の遺伝子の発現や機能などを冬眠用に再調整することにより発動が制御されていると考えられている。申請者はこれまで、冬眠する小型哺乳類シマリスの肝臓における遺伝子の発現制御機構に着目し、冬眠期の転写調節には、非冬眠期と同様、ヒストン修飾の制御が関与していることや概日性の転写因子 HSF1 の活性が冬眠－中途覚醒サイクルに伴って制御されていることを明らかにしてきた。「研究の目的」本研究では、冬眠期の遺伝子発現は、冬眠－中途覚醒の体温変動を利用して非冬眠期の概日性の遺伝子発現制御機構を再調整することで制御されているというモデルを検証し、肝臓が低温で健全な状態を保つ分子機構の解明を目指している。「研究実績」昨年度までに、リファレンスデータが無いシマリスにおいて RNA-seq 解析のデータ解析環境を構築し、非冬眠期の活動時と休息時、冬眠期の深冬眠時と中途覚醒時のそれぞれ各3個体ずつ RNA-seq を行い、発現変動遺伝子の検出を試みてきた。しかし、野生動物シマリスは個体差が大きいせいなのか、同一状態と考えていたシマリス間でもバラつきが検出されたこともあり、データの信頼性を頑強なものにするため、当該年度では追加で各3個体ずつの RNA-seq 解析を行い、現在解析を進行しているところである。現時点ではまだ特徴的な遺伝子群は同定できていない。また、当該年度に、非冬眠期の概日性の体温変動により活性が制御される HSF1 の機構を冬眠期においても利用することにより、時計遺伝子 Per2 の発現が中途覚醒時に一過性に活性化されることを明らかにし、共著者として論文を1報発表した。

"Background" Mammals hibernate and hibernate Mammalia-specific genetic proteins develop and function in common genetic proteins. The applicant is interested in the regulation of gene development in small mammals during hibernation, hibernation, and non-hibernation, and in the regulation of gene modification in small mammals during hibernation and hibernation. Objective of this study: To investigate the mechanism of gene expression during hibernation, to re-adjust the mechanism of gene expression during hibernation and to study the mechanism of gene expression during hibernation and to explore the mechanism of gene expression during hibernation and to explore the mechanism of gene expression during hibernation. "Research Results" Last year, three different types of RNA-seq were used to analyze the environment, active time during non-hibernation, resting time during hibernation, deep hibernation and waking time during hibernation. In addition, the RNA-seq analysis of each of the three individuals was carried out in the same year, and the analysis was carried out now. The current point is not the same as the characteristic group. This paper reports the occurrence of transient temperature changes during hibernation and non-hibernation periods, as well as the occurrence of transient temperature changes during hibernation and non-hibernation periods.

项目成果

冬眠哺乳動物シマリスの miR-182-5p による時計遺伝子 CLOCK の発現制御の解析

miR-182-5p对冬眠哺乳动物花栗鼠时钟基因CLOCK的表达调控分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 関 皓太;高松 信彦
• 通讯作者: 高松 信彦

Molecular biological studies on hibernation in chipmunks (Tamias asiaticus), a mammalian hibernator

哺乳动物冬眠花栗鼠（Tamias asiaticus）冬眠的分子生物学研究

• DOI: 10.14943/lowtemsci.81.119
• 发表时间: 2023
• 期刊: 低温科学
• 作者: 塚本 大輔;高松 信彦
• 通讯作者: 高松 信彦

冬眠哺乳動物シマリスの肝臓の末梢時計の発現制御の解析

冬眠哺乳动物花栗鼠肝脏外周时钟的表达调控分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 立石康介;渡邊崇之;西野浩史;水波誠;渡邉英博;白畠 由比穂，関 皓太，中丸 絵莉奈，岡村 瑠美，塚本 大輔，伊藤 道彦，高松 信彦;Takashi Kato;関 皓太，白畠 由比穂，中丸 絵莉奈，塚本 大輔，伊藤 道彦，高松 信彦
• 通讯作者: 関 皓太，白畠 由比穂，中丸 絵莉奈，塚本 大輔，伊藤 道彦，高松 信彦

性＆種多様性ワンダーランド：遺伝子間競合（新・性決定遺伝子の下克上）＆異種ゲノム間競合

性别与物种多样性仙境：基因之间的竞争（新的性别决定基因）和不同基因组之间的竞争

• 发表时间: 2022
• 作者: 伊藤 道彦;林 舜;荻田 悠作;須田 皓介;奥山 ほのか;塚本 大輔;田村 啓;三浦 郁夫;高松 信彦
• 通讯作者: 高松 信彦

Heat shock factor 1 induces a short burst of transcription of the clock gene Per2 during interbout arousal in mammalian hibernation

哺乳动物冬眠期间热休克因子 1 诱导时钟基因 Per2 的短暂转录

• DOI: 10.1016/j.jbc.2023.104576
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of Biological Chemistry
• 影响因子: 4.8
• 作者: Takamatsu Nobuhiko;Shirahata Yuiho;Seki Kota;Nakamaru Erina;Ito Michihiko;Tsukamoto Daisuke
• 通讯作者: Tsukamoto Daisuke