昆虫概日リズムを制御する複数振動体系：複眼時計と視葉時計の相互作用機構

控制昆虫昼夜节律的多振荡系统：复眼时钟与视叶时钟的相互作用机制

基本信息

批准号：
21K06267
负责人：
富岡憲治
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、フタホシコオロギ（Gryllus bimaculatus）を用いて、複眼時計(末梢時計)と視葉時計(中枢時計)との相互作用の解析を進めることにより、中枢時計と末梢時計との相互作用を明らかにし、昆虫の概日時計機構に新たな視点を拓くことを目的としている。昨年度は、視神経を切断することで、恒暗条件下での視葉時計の周期が延長し、周期が不安定化すること、この効果は30℃で顕著になることを明らかにした。本年度は、さらに詳細に解析を行い、正常個体の視葉時計では周期が長いほど周期が安定化するが、視神経を切断するとこの関係が消失すること、視葉時計の周期の制御には複眼全域が関与するが、安定化に係る情報は複眼前方部から入力されることを、複眼の部分切除実験により明らかにした。さらに、本年度は、視神経切断により視葉内の時計遺伝子、period, timeless, cryptochrome 2, cycleの恒暗条件下での発現がいずれも正常個体と同位相で振動を維持するが、その振幅が有意に低下することを見出し、複眼が視葉時計の振動に影響することを明らかにした。一方、視葉時計による複眼時計の制御については、ERGリズムを指標として視神経切断後の光同調性の検討を開始した。視神経切断後、6時間位相後退させた明暗下に置き、その4日後、7日後の18時から恒暗条件に移してERGリズムを解析している。まだ、解析途上ではあるが、ERGリズムの位相は正常個体とほぼ同様に位相後退するらしい結果が得られており、複眼時計は視葉時計とは独立にリセットされる可能性が示唆された。

在本研究中，我们将通过使用双面蟋蟀（Gryllus bimaculatus）分析复眼时钟（外周时钟）和视叶时钟（中央时钟）之间的相互作用来阐明中央时钟和外周时钟之间的相互作用。，旨在开辟昆虫生物钟机制的新视角。去年，我们发现，在持续黑暗的情况下，切断视神经会延长视叶时钟的周期，使其变得不稳定，并且这种效应在 30°C 时变得更加明显。今年，我们进行了更详细的分析，发现正常个体的视叶时钟周期越长，周期越稳定，但当视神经被切断时，这种关系就消失了，我们发现与稳定相关的信息。通过复眼的部分切除实验从复眼的前部输入。此外，今年我们发现，视神经横断后，视叶时钟基因、period、timeless、cryptochrome 2、cycle的表达均与正常个体在持续黑暗条件下保持同相位振荡，但研究人员发现复眼会影响视叶时钟的振荡。另一方面，关于视叶时钟对复眼时钟的控制，我们已经开始以ERG节律为指标来研究视神经横断后的光同步性。视神经横断后，将 ERG 节律置于相位延迟 6 小时的明暗条件下，然后从 4 天和 7 天后的下午 6:00 更改为持续黑暗，从而分析 ERG 节律。尽管分析仍在进行中，但结果表明ERG节律的相位似乎延迟，与正常个体相似，这表明复眼时钟可能独立于视叶时钟重置。

项目成果

期刊论文数量（11）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Fbxl4 Regulates the Photic Entrainment of Circadian Locomotor Rhythms in the Cricket Gryllus bimaculatus

Fbxl4 调节蟋蟀昼夜运动节律的光夹带

DOI：
10.2108/zs220047
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0.9
作者：
Takeuchi Kazuki;Matsuka Mirai;Shinohara Tsugumichi;Hamada Mayuko;Tomiyama Yasuaki;Tomioka Kenji
通讯作者：
Tomioka Kenji

The compound eye regulates free-running period and stability of the circadian locomotor rhythm in the cricket Gryllus bimaculatus

复眼调节蟋蟀自由奔跑周期和昼夜运动节律的稳定性