Exploring the molecular mechanisms of body temperature rhythms through a Drosophila model system

通过果蝇模型系统探索体温节律的分子机制

基本信息

  • 批准号:
    10440755
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 20万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-04-01 至 2022-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY: The specific goal of this project is to identify novel molecular and neural mechanisms of circadian rhythm, focusing on the regulatory mechanisms that underlie body temperature rhythm (BTR). In humans, BTR is typified by temperature increases during wakefulness and decreases during sleep, and is a robust output of the circadian clock. Furthermore, BTR maintains homeostasis, including the homeostasis of metabolism and sleep, and entrains peripheral clocks in mammals. Importantly, BTR is regulated in a manner distinct from locomotor activity rhythms; therefore, the neural mechanisms and circuits of BTR are separate from those of locomotor activity rhythms. In this R21 exploratory grant, we will focus on BTR-specific neural mechanisms and circuits; to do so, we will use Drosophila temperature preference behavior as an innovative and robust form of experimental output. We previously demonstrated that Drosophila exhibit a temperature preference rhythm (TPR), in which the preferred temperature increases during the day and decreases at the transition from day to night. Unlike mammals, which generate internal heat to regulate BTR, Drosophila rely on behavioral strategies to regulate their daily body temperature changes. Therefore, Drosophila TPR produces BTR through the physical selection of a preferred environmental temperature. Through studies of Drosophila TPR behavior, we recently identified that DH31R, a Drosophila G-protein- coupled receptor in clock neurons, mediates TPR. Furthermore, we determined that the closest homolog of DH31R in mice, calcitonin receptor (CALCR), is expressed in the shell suprachiasmatic nucleus (SCN) to mediate BTR. Importantly, neither DH31R in flies nor CALCR in mice is involved in locomotor activity rhythmicity. These findings provided the first molecular evidence that BTR is regulated apart from locomotor activity rhythms. Our data suggest that fly TPR is likely regulated by mechanisms similar to that of mammalian BTR and vice versa; therefore, we expect that specific neural and molecular mechanisms in control of fly TPR are conserved in mammals. Two specific aims are proposed: In Aim 1, we will Identify gene profiles that are selectively and highly expressed in DN2s. In Aim 2, we will determine candidate genes which play important role in TPR. Upon completion of the proposed work, our expectation is to have identified genes that are important to regulate TPR, including dynamic changes to the TPR neural circuitry. Further, our examination of Drosophila TPR behavior will comprise an innovative, robust, and sophisticated approach to elucidate the neural mechanisms that regulate BTR. The outcome of this study is expected to establish a solid foundation to understand the mechanisms of BTR in mammals, lending important and actionable insights into the treatment of circadian clock diseases, sleep problems, and the health of night-shift workers.
项目概述:本项目的具体目标是确定新的分子和神经机制, 昼夜节律,侧重于体温节律(BTR)的调节机制。在 对于人类来说,BTR的典型特征是在清醒期间温度升高,在睡眠期间温度降低,并且是一种 生物钟的强大输出。此外,BTR维持体内平衡,包括 代谢和睡眠,并在哺乳动物中携带外周时钟。重要的是,BTR是以一种 与运动活动节律不同;因此,BTR的神经机制和回路与 运动活动的节律。 在R21探索性资助中,我们将专注于BTR特定的神经机制和回路;为此,我们 将使用果蝇的温度偏好行为作为一种创新和强大的实验输出形式。 我们以前证明果蝇表现出温度偏好节律(TPR),其中 优选的温度在白天升高,在从白天到夜晚的过渡时降低。不像 哺乳动物产生内部热量来调节BTR,果蝇依靠行为策略来调节 它们每天的体温都在变化因此,果蝇TPR通过物理选择产生BTR 最佳环境温度。 通过对果蝇TPR行为的研究,我们最近发现果蝇G蛋白DH 31 R- 偶联受体在时钟神经元,介导TPR。此外,我们确定, DH 31 R在小鼠中,降钙素受体(CALCR),在壳视交叉上核(SCN)中表达, 介导BTR。重要的是,果蝇中的DH 31 R和小鼠中的CALCR都不参与自发活动节律性。 这些发现提供了第一个分子证据,证明BTR除了运动活动节律外还受到调节。 我们的数据表明,苍蝇TPR可能受到类似于哺乳动物BTR的机制的调节, 反之亦然;因此,我们预期控制果蝇TPR的特定神经和分子机制是保守的 在哺乳动物中。提出了两个具体目标:在目标1中,我们将确定选择性和 在DN 2中高度表达。目的二是确定在TPR中起重要作用的候选基因。 在完成这项工作后,我们的期望是确定对以下方面重要的基因: 调节TPR,包括TPR神经回路的动态变化。此外,我们对果蝇的研究 TPR行为将包括一个创新的,强大的,复杂的方法来阐明神经 调节BTR的机制。这项研究的结果预计将奠定坚实的基础, 了解BTR在哺乳动物中的机制,为BTR的治疗提供重要和可操作的见解。 生物钟疾病、睡眠问题和夜班工人的健康。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Fumika Hamada其他文献

Fumika Hamada的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Fumika Hamada', 18)}}的其他基金

State-dependent modulation of taste and temperature integration in Drosophila
果蝇味觉和温度整合的状态依赖性调节
  • 批准号:
    10718009
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
Molecular and Neural Mechanisms of Temperature Preference Rhythm in Drosophila
果蝇温度偏好节律的分子和神经机制
  • 批准号:
    10439942
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
Molecular and Neural Mechanisms of Temperature Preference Rhythm in Drosophila
果蝇温度偏好节律的分子和神经机制
  • 批准号:
    8723259
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
Molecular and Neural Mechanisms of Temperature Preference Rhythm in Drosophila
果蝇温度偏好节律的分子和神经机制
  • 批准号:
    8558937
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
Molecular and Neural Mechanisms of Temperature Preference Rhythm in Drosophila
果蝇温度偏好节律的分子和神经机制
  • 批准号:
    10426451
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
Molecular and Neural Mechanisms of Temperature Preference Rhythm in Drosophila
果蝇温度偏好节律的分子和神经机制
  • 批准号:
    9352349
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
Molecular and Neural Mechanisms of Temperature Preference Rhythm in Drosophila
果蝇温度偏好节律的分子和神经机制
  • 批准号:
    10311080
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:

相似国自然基金

配子生成素GGN不同位点突变损伤分子伴侣BIP及HSP90B1功能导致精子形成障碍的发病机理
  • 批准号:
    82371616
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
MYRF/SLC7A11调控施万细胞铁死亡在三叉神经痛脱髓鞘病变中的作用和分子机制研究
  • 批准号:
    82370981
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
PET/MR多模态分子影像在阿尔茨海默病炎症机制中的研究
  • 批准号:
    82372073
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    48.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
GREB1突变介导雌激素受体信号通路导致深部浸润型子宫内膜异位症的分子遗传机制研究
  • 批准号:
    82371652
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    45.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
靶向PARylation介导的DNA损伤修复途径在恶性肿瘤治疗中的作用与分子机制研究
  • 批准号:
    82373145
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
O6-methyl-dGTP抑制胶质母细胞瘤的作用及分子机制研究
  • 批准号:
    82304565
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
OBSL1功能缺失导致多指(趾)畸形的分子机制及其临床诊断价值
  • 批准号:
    82372328
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Irisin通过整合素调控黄河鲤肌纤维发育的分子机制研究
  • 批准号:
    32303019
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
转录因子LEF1低表达抑制HMGB1致子宫腺肌病患者子宫内膜容受性低下的分子机制
  • 批准号:
    82371704
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
上皮细胞黏着结构半桥粒在热激保护中的作用机制研究
  • 批准号:
    31900545
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Exploring mechanisms underlying SCF+G-CSF-enhanced recovery in chronic TBI.
探索 SCF G-CSF 增强慢性 TBI 恢复的潜在机制。
  • 批准号:
    10741338
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
Exploring evolution of multicellularity and ancient molecular mechanisms underlying morphogenetic movement in amoebozoa
探索变形虫形态发生运动的多细胞进化和古老分子机制
  • 批准号:
    23H00384
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Exploring molecular and cellular mechanisms of podocyte adhesion in kidney health and disease
探索肾脏健康和疾病中足细胞粘附的分子和细胞机制
  • 批准号:
    480221
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Operating Grants
Exploring new molecular mechanisms of taste recognition in the central nervous system
探索中枢神经系统味觉识别的新分子机制
  • 批准号:
    23K19690
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
High-throughput methods for exploring molecular mechanisms of cellular plasticity
探索细胞可塑性分子机制的高通量方法
  • 批准号:
    567920-2022
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Postgraduate Scholarships - Doctoral
Exploring molecular mechanisms of barriers for interspecies nuclear transfer
探索种间核转移障碍的分子机制
  • 批准号:
    22H02534
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Exploring the mechanisms of dysfunctional mitochondrial quality control in cerebrovascular disease and the aging brain
探索脑血管疾病和大脑老化中线粒体质量控制功能失调的机制
  • 批准号:
    10560158
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
Exploring the mechanisms of action of anti-ADAMTS 13 antibodies in immune thrombotic thrombocytopenic purpura
探讨抗 ADAMTS 13 抗体在免疫性血栓性血小板减少性紫癜中的作用机制
  • 批准号:
    10685963
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
Exploring the mechanisms of action of anti-ADAMTS 13 antibodies in immune thrombotic thrombocytopenic purpura
探讨抗 ADAMTS 13 抗体在免疫性血栓性血小板减少性紫癜中的作用机制
  • 批准号:
    10429277
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
Exploring Mechanisms Underlying SCF+G-CSF-Enhanced Recovery in ChronicTBI
探索 SCF G-CSF 增强慢性 TBI 恢复的机制
  • 批准号:
    10810929
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 20万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了