動物の温度馴化多様性と神経回路の解析

动物温度适应多样性和神经回路分析

基本信息

批准号：
20J30004
负责人：
岡畑美咲
金额：
$ 3.33万
依托单位：
Konan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、動物が温度に応答するための分子生理機構と神経回路の解明を目指して、線虫の低温耐性・馴化現象を指標に解析を行なっている。本研究では、世界各地で単離されている線虫多型株の低温馴化の違いに着目し、その多様性を決定する原因遺伝子多型とその神経回路の解析を進めた。これまでの解析から、ADL温度受容ニューロンは上流の酸素受容ニューロンによって影響を受けることがわかってきた (Okahata et al., Science Advances, 2019)。一方で、この神経回路において、酸素と温度の情報がどのように区別・識別されているかについては未知な点が多く残されていた。そこで、Ca2+インディケーターを用いて、酸素情報と温度情報を制御する神経回路を調べた。具体的には、これまでに作成した酸素濃度依存的な低温馴化を制御する遺伝子の変異体や多型株のADLの温度応答性を測定するための系統を使い、これらの系統を異なる酸素濃度で飼育し、酸素濃度依存的なADLの温度応答性を測定した。その結果、変異体では野生株とは異なる表現型が見られた。さらに、野生株と酸素情報伝達に関わる変異体を用いて、この酸素と温度の神経回路を構成する個々のニューロンの温度変化時のカルシウム濃度変化を定量化した。その結果、酸素受容情報伝達によりADLの温度応答性が調整されることが生理学的も示唆された。上流の酸素受容ニューロンとADL温度受容ニューロンは介在ニューロンを含む複数のニューロンによって間接的に接続していることから、酸素受容ニューロンからADLに情報を伝達する際に使われている神経ペプチドを同定するために、ADLの上流の酸素受容ニューロンや介在ニューロンで発現する神経ペプチドの変異体の低温馴化を測定したところ、変異体において低温順化の異常が見られた。

在这项研究中，我们分析了低温耐药性和神经昆虫习惯性的现象，目的是阐明允许动物对温度反应的分子生理机制和神经回路的分子生理机制和神经回路。在这项研究中，我们专注于世界各地分离的线虫多态性的低温适应，并分析了决定其多样性和神经回路的病因基因多态性。先前的分析表明，ADL温度接收神经元受到上游氧气接种神经元的影响（Okahata等人，Science Advances，2019）。另一方面，关于在该神经回路中如何区分和鉴定的氧和温度信息的许多未知数仍然存在。因此，我们研究了使用CA2+指标控制氧气和温度信息的神经回路。具体而言，我们使用先前创建的菌株来测量控制氧浓度依赖性低温适应的突变体和多态性菌株中ADL的温度响应能力，并在不同的氧气浓度下升高了这些菌株，并测量了依赖氧气浓度的ADL的温度响应能力。结果，突变体显示出与野生应变不同的表型。此外，使用参与野生菌株和氧信号传导的突变体来量化构成氧气和温度神经回路的单个神经元中钙浓度的变化。结果，还可以从生理上提出ADL的温度响应受氧气接种信号传递的调节。由于上游氧气的神经元和ADL温度引起的神经元与包括中间神经元在内的多个神经元间接连接，以识别从氧气启用神经元向ADL传播信息时所使用的神经肽，我们测量了ADL的氧气培养神经元的信息在突变体中发现冷冻保存改变的异常。

项目成果

期刊论文数量（24）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

The diversity of temperature acclimation was generated by neural circuit integrating oxygen and temperature information

温度适应的多样性是由神经回路整合氧气和温度信息产生的

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Misaki Okahata;Sawako Yoshina ;Yohei Minakuchi;Aguan D. Wei;Atsushi Toyoda;Shohei Mitani;Toru Miura;Akane Ohta;Atsushi Kuhara
通讯作者：
Atsushi Kuhara

Diversity of cold temperature stress response and neural circuit in natural variation of C. elegans

秀丽隐杆线虫自然变异中低温应激反应和神经回路的多样性

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Misaki Okahata;Sawako Yoshina ;Yohei Minakuchi;Aguan D. Wei;Atsushi Toyoda;Shohei Mitani;Toru Miura;Akane Ohta;Atsushi Kuhara
通讯作者：
Atsushi Kuhara

線虫 C. elegans を用いた異なる感覚情報の統合に関わる神経回路モデル

使用线虫整合不同感觉信息的神经回路模型

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Misaki OKAHATA;Aguan D. Wei;Akane OHTA;Atsushi KUHARA
通讯作者：
Atsushi KUHARA

Neural circuit regulating the diversity of cold acclimation in C. elegans

调节线虫冷驯化多样性的神经回路

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Misaki Okahata;Sawako Yoshina ;Yohei Minakuchi;Aguan D. Wei;Atsushi Toyoda;Shohei Mitani;Toru Miura;Akane Ohta;Atsushi Kuhara
通讯作者：
Atsushi Kuhara

線虫C. elegansの低温馴化多様性を生み出す酸素と二酸化炭素応答性の神経回路 Neural circuit responsive to oxygen and carbon dioxide underlying cold acclimation diversity in C. elegans

对氧和二氧化碳敏感的神经回路是秀丽隐杆线虫冷驯化多样性的基础