生存に不可欠な睡眠の役割の解明: 遺伝学と非線形光学によるアプローチ

阐明睡眠对生存至关重要的作用：使用遗传学和非线性光学的方法

• 批准号: 22KJ0369
• 负责人: 宮崎 慎一
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: The University of Tokyo (2023)University of Tsukuba (2021-2022)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0369/
• 关键词: 睡眠医学; 遺伝学; 神経科学; 非線形光学; 順遺伝学的スクリーニング; カルシウムイメージング; 光遺伝学; CARS; 睡眠; CARS、SHG、THG

本研究では遺伝学的スクリーニングと非線形光学イメージングという異なる2つの手法を用いて睡眠の機能を解明することを目的としている。2022年度の研究により、遺伝学的スクリーニングで単離した変異体の持つ遺伝子変異を数個の候補にまで絞り込んだ。単離された変異体のうち、1系統ではすでに有力な候補遺伝子が見つかっており、現在、原因遺伝子の確定のため、CRISPR/Cas9システムを利用して遺伝子変異を再現する実験で解析を行っている。また、一部の候補遺伝子については蛍光タンパク質を用いた発現解析や機能解析を進めている。またマウスでの基本的な脳波測定の方法に習熟した。このことにより、原因遺伝子が確定し次第、マウスのホモログの変異体を作成し、睡眠解析や断眠実験を行う準備ができている。非線形光学イメージングでは、睡眠の機能に関わる可能性のある生体変化について、詳細な分光学的な解析を行った。特にCARSイメージングによって得られた多次元データを統計学的な手法で解析する方法を新たに導入し、従来は難しかった網羅的な解析を行なっている。今後は、分光学的手法によってとらえられた生体分子の変化が、どのような分子メカニズムによって生じているのかを明らかにする。さらに並行して行っている神経科学的な手法を用いた睡眠の制御経路の研究により, 線虫において睡眠の恒常性制御を担っていると考えられる神経細胞の同定と機能解析を行い、国際誌に筆頭著者として報告した。本研究は線虫の睡眠の恒常性制御を担う神経細胞の最初の報告である。以上のように睡眠の機能を解明しようとする研究と、睡眠の制御機構を明らかにしようとする研究の両方で進展があった。

This study で は but 伝 learn ス ク リ ー ニ ン グ と nonlinear optical イ メ ー ジ ン グ と い う different な る 2 つ の gimmick を with い て sleep の function を interpret す る こ と を purpose と し て い る. 2022 annual の に よ り, but 伝 learn ス ク リ ー ニ ン グ で 単 from し た - variant の hold つ heritage 伝 sub - different を several の alternate に ま で ground り 込 ん だ. 単 from さ れ た - variant の う ち, 1 system で は す で に powerful な alternate heritage 伝 が son see つ か っ て お り, now, why but 伝 の determine の た め, CRISPR/Cas9 シ ス テ ム を using し て heritage 伝 sub - different を reappearance す る be 験 で parsing line を っ て い る. ま た, a の alternate but 伝 に つ い て は 蛍 light タ ン パ ク qualitative を with い た 発 now や function parse を into め て い る. Youdaoplaceholder0 また ウスで ウスで ウスで また basic な脳 wave measurement <e:1> method に familiar with <s:1> た. こ の こ と に よ り, reason but 伝 が し time, マ ウ ス の ホ モ ロ グ の - variant を made し analytical や, sleep sleep be broken 験 を line う prepare が で き て い る. Nonlinear optical イ メ ー ジ ン グ で は, sleep の functional に masato わ る possibility の あ る raw body - turn に つ い て line, detailed analytical を な points of optical な っ た. Special に CARS イ メ ー ジ ン グ に よ っ て must ら れ た multidimensional デ ー タ を statistical analytical す な gimmick で る methods を た に import し, 従 to は し か っ た snare な resolution を line な っ て い る. Future は, spectroscopy technique に よ っ て と ら え ら れ た raw body molecular の - が, ど の よ う な molecular メ カ ニ ズ ム に よ っ て raw じ て い る の か を Ming ら か に す る. さ ら に parallel し て line っ て い る な 経 science technique を god use い た sleep の suppression 経 road の research に よ り, nematode に お い て sleep の constancy suppression を bear っ て い る と exam え ら れ る god の 経 cells with analytical line を い と function, international volunteers に written author と し て report し た. In this study, the sleep homeostasis control of the nematode を and the initial report of the う neurogenic cell である. Above の よ う に sleep の function を interpret し よ う と す と る study, sleep の imperial institutions を Ming ら か に し よ う と す る research の struck progress party で が あ っ た.

项目成果

ノンレム睡眠とレム睡眠の調節機構としてのオレキシンとニューロテンシン 髄液中のオレキシン、ニューロテンシン、MCH、CRHの測定

食欲素和神经降压素作为 NREM 睡眠和 REM 睡眠的调节机制 脑脊液中食欲素、神经降压素、MCH 和 CRH 的测量

• 发表时间: 2021
• 作者: 宮崎 慎一;吉沢 和久;児玉 亨;石戸 秀明;今西 彩;柏木 光昭;笹島 寿郎;清水 聰一郎;木村 昌由美;千葉 滋;近藤 英明;林 悠;神林 崇
• 通讯作者: 神林 崇

線虫Caenorhabditis elegans を用いた睡眠の制御機構と機能の解明

利用线虫秀丽隐杆线虫阐明睡眠控制机制和功能

• 发表时间: 2022
• 作者: 宮崎慎一;河野泰三;柳沢正史;林悠
• 通讯作者: 林悠

Lipids and proteins changes during heat-shock-induced sleep detected by CARS and SHG microscopy

CARS 和 SHG 显微镜检测热休克诱导睡眠期间脂质和蛋白质的变化

• 发表时间: 2021
• 作者: Shinichi Miyazaki;Taizo Kawano;Yu Hayashi;Hideaki Kano
• 通讯作者: Hideaki Kano

Two process model

两进程模型

• 发表时间: 2022
• 期刊: 睡眠医療
• 作者: 羽鳥聖七;宮崎慎一;林悠
• 通讯作者: 林悠

A forward-genetics screening for unveiling the function of sleep in Caenorhabditis elegans

揭示秀丽隐杆线虫睡眠功能的正向遗传学筛选

• 发表时间: 2021
• 作者: Shinichi Miyazaki;Taizo Kawano;Masashi Yanagisawa;Yu Hayashi
• 通讯作者: Yu Hayashi