フォワードジェネティクスで同定した新規睡眠制御遺伝子による睡眠覚醒制御機構の解明

通过正向遗传学鉴定的新型睡眠控制基因阐明睡眠/觉醒控制机制

• 批准号: 26220207
• 负责人: 柳沢 正史
• 金额: $ 103万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-05-30 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-26220207/
• 关键词: 睡眠・覚醒; 脳神経; 遺伝子改変マウス; ゲノムエディティング; 細胞内シグナル伝達; 睡眠; マウス遺伝学; 神経生理学; 生化学; 睡眠覚醒; 細胞内シグナル; フォワード・ジェネティックス; 神経科学; 睡眠障害

1.リン酸化酵素SIK3の変異による睡眠量の増大と、明瞭な系統学的保存性。Sik3変異はエクソンをスキップするスプライス変異となる。スキップするエクソンがコードする52アミノ酸は脊椎動物間でよく保存されいる。この中には、ショウジョウバエや線虫でも保存されているPKAリン酸化部位が存在する。PKAリン酸化部位のセリンをアラニンに置換したSIK3を強制的に発現誘導させたところ、ショウジョウバエの睡眠様行動が延長した。2. CRISPR法を用いたNalcn遺伝子改変マウスの作成と解析。同定したNalcn遺伝子変異のレム睡眠異常への因果性を証明するため、CRISPR法を用いて、Dreamless変異マウスに見出された1塩基変異をNalcn遺伝子に導入した。その結果、Dreamless変異マウスのレム睡眠短縮を再現することができた。3. パッチクランプ法によるNalcn遺伝子変異神経の解析。Dreamless変異によるNALCN機能の変化を検討するために、野生型およびDreamless変異型のNALCNをHEK293細胞に発現させ、パッチクランプ法による電気生理学的な解析を行った。変異型NALCNは野生型に比べて顕著にイオン透過性が高まっていた。イオン選択性に乏しい点や膜電位非依存性である点については、野生型と同様であった。Dreamless変異マウス脳におけるレム睡眠制御神経の活動変化を明らかにすることが必須である。レム睡眠を抑制することが知られている中脳網様体のdeep mesencephalic nucleusをスライスパッチ法にて解析した。野生型に比べて、Dreamless変異マウスは記録中の平均膜電位が高く、発火頻度も高かった。レム睡眠エピソードの終止に関わる神経細胞群が過剰に活動するために、レム睡眠エピソードが短縮し、ひいては全レム睡眠時間が減少することを示唆している。

1. Changes in the amount of sleep due to changes in the activity of the enzyme 3 indicate systematic conservation. Sik3 is different. 52. Acid is preserved among vertebrates. The PKA protein in the protein remains active in the medium and in the medium. The PKA acid site is located in the middle of the brain. 2. CRISPR method is applied to Nalcn gene transformation and analysis. The same is true for Nalcn gene mutation and abnormal sleep patterns. CRISPR method is used to demonstrate the causal effects of Nalcn gene mutation. The result is Dreamless. 3. The analysis of Nalcn gene mutation and different nervous system. Dreamless NALCN functional changes were discussed in HEK293 cells, wild-type and Dreamless NALCN, and electrophysiological changes were analyzed in the Dreamless NALCN method. NALCN has a higher permeability than wild-type NALCN. The membrane potential is independent. Dreamless sleep control is essential. The deep mesencephalic nucleus in the middle of the body is analyzed by the method of sleep inhibition. The wild-type has a higher average membrane potential and a higher fire frequency than the Dreamless. Sleep time is shortened when the neuronal population is activated. Sleep time is shortened when the neuronal population is activated.

项目成果

Knockout of endothelial cell-derived endothelin-1 attenuates skin fibrosis but accelerates cutaneous wound healing.

• DOI: 10.1371/journal.pone.0097972
• 发表时间: 2014
• 期刊: PloS one
• 影响因子: 3.7
• 作者: Makino K;Jinnin M;Aoi J;Kajihara I;Makino T;Fukushima S;Sakai K;Nakayama K;Emoto N;Yanagisawa M;Ihn H
• 通讯作者: Ihn H

睡眠・覚醒の謎に挑む

挑战睡眠和觉醒的奥秘

• 发表时间: 2014
• 作者: 柳沢正史

ランダム点突然変異マウスの肥満スクリーニングによるSim1遺伝子変異の同定

通过随机点突变小鼠肥胖筛查鉴定Sim1基因突变

• 发表时间: 2016
• 作者: Sugiyama M;Saijo H;Suenaga H;Mori Y;Hoshi K;Takato T;浅野冬樹 Mohammad Sarowar Hossain 藤山知之 三好千香 佐藤牧人 一久綾 管野里美 堀田範子 柿崎美代 三浦郁生 金田秀貴 鈴木智広 若菜茂晴 船戸弘正 柳沢正史
• 通讯作者: 浅野冬樹 Mohammad Sarowar Hossain 藤山知之 三好千香 佐藤牧人 一久綾 管野里美 堀田範子 柿崎美代 三浦郁生 金田秀貴 鈴木智広 若菜茂晴 船戸弘正 柳沢正史

Distinct behaviors of excitatory and inhibitory neurons in the sleeping cortex.

睡眠皮质中兴奋性和抑制性神经元的独特行为。

• 发表时间: 2015
• 作者: Kanda T;Tsujino N;Ishii R;Nakatsuka D;Muramoto H;Kasagi Y;Ishikawa Y;Yanagisawa M.
• 通讯作者: Yanagisawa M.

神経科学と遺伝学の接点

神经科学与遗传学的交叉点

• 发表时间: 2014
• 作者: Hiromasa Funato;Chika Miyoshi;Makito Sato;Aya Ikkyu;Noriko Hotta;Miyo Kakizaki;Satomi Kanno;Kanako Harano;Fuyuki Asano;Tomoyuki Fujiyama;Tomohiro Suzuki;Shigeraru Wakana;Masashi Yanagisawa;柳沢正史;柳沢正史;柳沢正史;柳沢正史;柳沢正史;船戸弘正 三好千香 佐藤牧人 一久綾 堀田範子 柿崎美代 管野里美 原野加奈子 浅野冬樹 藤山知之 鈴木智広 若菜茂晴 柳沢正史;柳沢正史;柳沢正史;柳沢正史
• 通讯作者: 柳沢正史