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。

在本研究中，我们旨在以秀丽隐杆线虫的耐冷性和驯化现象为指标，阐明动物对温度做出反应的分子生理机制和神经回路。在本研究中，我们重点研究了世界各地分离的秀丽隐杆线虫多态性菌株在冷驯化方面的差异，并分析了决定其多样性和神经回路的因果遗传多态性。之前的分析表明，ADL 温度感受器神经元受到上游氧受体神经元的影响（Okahata 等人，Science Advances，2019）。另一方面，关于如何在该神经回路中区分和识别氧气和温度信息，仍然有很多未知之处。因此，我们研究了使用Ca2+指示剂控制氧气和温度信息的神经回路。具体来说，我们将使用先前创建的菌株来测量控制氧浓度依赖性冷驯化的基因的突变体和多态性菌株的ADL温度响应性，并测试这些菌株在不同氧浓度下的ADL依赖于氧浓度的温度响应性。测量。结果，突变体表现出与野生型不同的表型。此外，利用参与氧信号传递的野生型菌株和突变体，我们量化了构成氧-温度神经回路的单个神经元温度变化期间钙浓度的变化。结果，生理学表明ADL的温度反应性受氧受体信息传递的调节。由于上游氧受体神经元和ADL感温神经元通过包括中间神经元在内的多个神经元间接连接，因此我们将鉴定用于将信息从氧受体神经元传递到ADL的神经肽。为此，我们测量了氧受体中表达的神经肽突变体的冷适应能力。研究人员对 ADL 上游的神经元和中间神经元进行了研究，发现突变体在冷驯化方面存在异常。

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）

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

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

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 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