脊椎動物の季節感知システムの設計原理の解明とその応用

阐明脊椎动物季节传感系统的设计原理及其应用

• 批准号: 26000013
• 负责人: 吉村 崇
• 金额: $ 245.27万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014 至 2018
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-26000013/
• 关键词: 光周性; 概日リズム; 季節繁殖; 既存薬; 畜産学; 生理学; ゲノム; スクリーニング; 合成化学; 臨界日長

動物は毎年繰り返し訪れる環境の季節変化に対し、より良く適応するために、光や温度などの外的変化を感知し、繁殖、渡り、ストレス応答などの生理機能や行動を制御している。このような動物の季節変化については、アリストテレスの著書「動物誌」にも詳述されていたが、その仕組みは謎に包まれていた。本研究では様々な動物の持つ洗練された能力に着目することで脊椎動物の季節適応機構の設計原理を解明することを目標とした。また季節適応を制御する革新的機能分子を創出することで、動物の生産性の向上やヒトの季節性疾患の克服を実現することを目指した。まず、メダカが生息地域の緯度に応じて異なる日長応答、温度応答を示すことを見出し、遺伝解析を実施した結果、日長、温度をそれぞれ規定する有力な候補遺伝子を同定することに成功した。現在、それらの候補遺伝子の機能を検討している。また、動物は繁殖期になるとストレス応答を増加させることが知られていたが、その分子基盤は謎だった。トランスクリプトーム解析を実施した結果、long non-coding RNAがストレス応答の季節変化を制御していることを明らかにした(Nat Ecol Evol, 2019)。高緯度地域では、冬季にうつ病を発症する冬季うつ病が深刻な社会問題になっている。冬季うつ病を含む様々な精神障害の患者においては概日時計に異常をきたしていることが知られているため、概日時計を調節する分子を既存薬から探索したところ、細胞レベルで体内時計の周期を調節するとともに、混餌投与によって体内時計の周期を調節する薬を発見することに成功した(EMBO Mol Med 2018)。またメダカをモデルとして冬季の社会性の低下を改善する既存薬をスクリーニングしたところ、社会性を改善する漢方薬成分を発見することに成功した。

Animal は their years Qiao し り return visit れ る environmental の season - に し, seaborne よ り good く optimum 応 す る た め に や, light temperature な ど の outside - を し perception, breeding, cross the り, ス ト レ ス 応 answer な ど の physiology や action を suppression し て い る. こ の よ う な animal の seasonal variations change に つ い て は, ア リ ス ト テ レ ス の book "animal tzu" に も detailing さ れ て い た が, そ の blackstone group み は mystery に package ま れ て い た. This study で は others 々 な animal の have つ washs practice さ れ た ability with mesh す に る こ と で vertebrate の season optimum 応 institutions の design principle を interpret す る こ と を target と し た. ま た season optimum 応 を suppression す る innovative functional molecular を hit す る こ と で, animal の productive の upward や ヒ ト の の overcome を seasonal disease be presently す る こ と を refers し た. ま ず, メ ダ カ が interest-bearing geographic latitude の に 応 じ て different な る day long 応 answer, temperature 応 answer を shown す こ と を see し, heritage 伝 parsing を be applied し た results, day length, temperature を そ れ ぞ れ rules す る powerful な alternate heritage 伝 を son be す る こ と に successful し た. Now, それら <s:1> reserve 伝 sub-<s:1> function を検 to discuss <s:1> て る る る. ま は た, animal breeding season に な る と ス ト レ ス 応 answer を raised plus さ せ る こ と が know ら れ て い た が, そ の molecular base plate は mystery だ っ た. ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム parsing を be applied し た results, long non - coding RNA が ス ト レ ス 応 answer の seasonal variations change を suppression し て い る こ と を Ming ら か に し た (Nat Ecol Evol, 2019). High latitude region で は, winter に う つ disease を 発 disease す る winter う つ disease が な deep social problems に な っ て い る. Winter う を つ disease including む others 々 な mental handicap of の patients に お い て は almost daily hour meter に abnormal を き た し て い る こ と が know ら れ て い る た め, almost daily hour meter を adjust す る molecular を existing 薬 か ら explore し た と こ ろ, cell レ ベ ル で inner clock を の cycle adjustment す る と と も に, mixed bait cast and に よ っ て inner clock を の cycle adjustment す る 薬 を 発 See する とに success た(EMBO Mol Med 2018). ま た メ ダ カ を モ デ ル と し て winter の low social の を improve す る existing 薬 を ス ク リ ー ニ ン グ し た と こ ろ, social を improve す る Chinese prescription 薬 composition を 発 see す る こ と に successful し た.

项目成果

Disrupted seasonal biology impacts health, food security and ecosystems.

• DOI: 10.1098/rspb.2015.1453
• 发表时间: 2015-10-22
• 期刊: Proceedings. Biological sciences
• 作者: Stevenson TJ;Visser ME;Arnold W;Barrett P;Biello S;Dawson A;Denlinger DL;Dominoni D;Ebling FJ;Elton S;Evans N;Ferguson HM;Foster RG;Hau M;Haydon DT;Hazlerigg DG;Heideman P;Hopcraft JG;Jonsson NN;Kronfeld-Schor N;Kumar V;Lincoln GA;MacLeod R;Martin SA;Martinez-Bakker M;Nelson RJ;Reed T;Robinson JE;Rock D;Schwartz WJ;Steffan-Dewenter I;Tauber E;Thackeray SJ;Umstatter C;Yoshimura T;Helm B
• 通讯作者: Helm B

魚類の季節センサー

鱼季传感器

• 发表时间: 2014
• 期刊: 比較内分泌学
• 作者: 中根右介;池上啓介;飯郷雅之;吉村崇
• 通讯作者: 吉村崇

Different Photoperiodic Responses in Four Lines of Japanese Quail

四系日本鹌鹑的不同光周期响应

• DOI: 10.2141/jpsa.0150097
• 发表时间: 2015
• 期刊: The Journal of Poultry Science
• 作者: Atsumi Y;Yorinaga E;Ota W;Yoshimura T
• 通讯作者: Yoshimura T

Mechanism of seasonal adaptation and its application

季节适应机制及其应用

• 发表时间: 2017
• 作者: Yoshimura T

Involvement of TRPM2 and TRPM8 in temperature-dependent masking behavior

TRPM2 和 TRPM8 参与温度依赖性掩蔽行为

• DOI: 10.1038/s41598-019-40067-x
• 发表时间: 2019
• 期刊: Scientific Reports
• 影响因子: 4.6
• 作者: Ota W;Nakane Y;Kashio M;Suzuki Y;Nakamura K;Mori Y;Tominaga M;Yoshimura T
• 通讯作者: Yoshimura T