冬眠哺乳類の季節性身体リモデリングを制御するエピジェネティック機構の解明

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繁殖をはじめ自然界に生きる動物の行動は季節と密接に結びついている。哺乳類の冬眠は、冬季に代謝・熱産生を能動的に抑制し消費エネルギーを節約するための典型的な季節性行動である。本研究は、冬眠をモデルとして、哺乳類が長期的な気温や日長などの季節情報を正しく捉え、全身組織を作り変える身体リモデリングを可能とするエピジェネティックな分子基盤を明らかにすることを目的とする。冬眠する哺乳類シリアンハムスター（以下、ハムスター）は、寒冷短日条件で飼育すると、数ヶ月の前冬眠期の間に体を作り変えたのち、冬眠期に入る。冬眠期は10℃以下の低体温で不動状態が数日間持続する深冬眠と、約35℃の体温が半日程続く中途覚醒の繰り返しが数ヶ月続くが、その後は冬眠が自発的に停止し再び発動することのない不応期に入る。この前冬眠期、冬眠期、不応期の変化過程では全身組織で身体リモデリングが生じる。植物には、低温に長期間晒されることで初めて開花が可能となり、温暖な季節に開花することを保証する春化という現象が存在するが、その背後に特定の遺伝子座に温度変化情報がエピゲノム修飾の形で蓄積する機構があることが近年明らかとなった。しかし、哺乳類の季節適応では、エピゲノム修飾が長期間の環境変動に応じてそもそも変化するのか、また変化するとしたらその機構は何か、未だ殆ど不明である。本研究は植物の春化をアナロジーとして、冬眠動物にも季節単位の長期的な環境情報をエピゲノム修飾という形で蓄積する遺伝子座が存在すると想定し、その同定を目指す。本年度においては、少量のハムスター組織を用いた網羅的なヒストン修飾の解析手法を立ち上げた。今後、この手法を、前冬眠期、冬眠期、不応期といった様々な時期のハムスター個体に応用し、ヒストン修飾の季節変化を解析していく予定である。