Characterization of sleep in brainless jellyfish, Cladonema radiatum

无脑水母辐射枝水母的睡眠特征

基本信息

批准号：
20K21421
负责人：
立花和則
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-07-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

人生の３分の１は睡眠に充てられている。睡眠が不足すると、意識がもうろうとすることなどから、睡眠は脳の休息に重要であると考えられるが、睡眠がどのように脳の機能回復に働くのかということの分子的実体は不明の点が多い。脳（中枢神経）の無いクラゲにも睡眠が存在することは、睡眠は、脳のみでなく、末梢においても何らかの役割を果たしていることを示している。私たちはクラゲの睡眠を「末梢睡眠」と名付け、本研究はこの末梢睡眠を明らかにすることを目的とする。クラゲの末梢睡眠は哺乳類などの睡眠とどう関係しているのだろうか？表面的な類似した現象にすぎないのか、それとも多くの動物の睡眠に共通の分子基盤が存在するのか？最近、エダアシクラゲのゲノム解析により、クラゲのゲノム中に、マウスで「眠気」を制御する鍵となる重要な遺伝子SIK3のオーソログが見つかった。このことはクラゲの末梢睡眠は哺乳類の睡眠に共通の分子基盤が存在することを示唆している。そこで、（１）クラゲの末梢睡眠は行動的にどれほど哺乳類の睡眠に共通しているかを調べる。次に（２）クラゲの末梢睡眠において、マウスで睡眠と覚醒の制御に重要なタンパク質であるSIK3分子の動態を解明する。今年度は、（１）の行動学的な解析のための実験系の整備、睡眠を阻害する刺激の条件の検討やクラゲの行動を記録する画像取得とその解析のソフトウエアの開発など進めた。（２）については、睡眠と覚醒の制御のカギとなる重要な分子であるSIK3タンパク質に対する抗体を作成しこれを用いた実験を行った。

您的三分之一一生都在睡觉。由于缺乏睡眠，因此人们认为睡眠对于脑休息很重要，因为这可能会导致意识，但是关于睡眠如何恢复大脑功能的分子性质有很多未知。没有大脑（中枢神经系统）的水母中睡眠的存在表明睡眠不仅在大脑中而且在外围起作用。我们称水母睡眠为“外围睡眠”，这项研究旨在阐明这种外围睡眠。水母中的外围睡眠与哺乳动物的睡眠有何关系？它只是一种表面的类似现象，还是许多动物睡眠的共同分子基础？最近，对Edarium水母的基因组分析发现了SIK3的直系同源物，Sik3是一个重要的基因，是控制小鼠，水母基因组中“嗜睡”的关键。这表明水母中的周围睡眠具有哺乳动物睡眠的共同分子基础。因此，（1）我们研究（1）水母中的外周睡眠在行为上是哺乳动物睡眠的行为常见。接下来，（2）我们将阐明SIK3分子的动力学，这是一种在水母中的外周睡眠中控制小鼠睡眠和觉醒很重要的蛋白质。今年，我们一直在开发（1）中开发用于行为分析的实验系统，检查阻碍睡眠的刺激条件，并开发用于获取图像以记录水母行为并分析它们的软件。关于（2），我们对SIK3蛋白产生了抗体，SIK3蛋白是控制睡眠和觉醒的关键的重要分子，并使用该抗体进行了实验。