脊椎動物の季節適応機構の解明

阐明脊椎动物的季节适应机制

基本信息

批准号：
26252054
负责人：
吉村崇
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26252054/
关键词：
生理学畜産学

项目摘要

人類は有史以来、動物が季節に適応する能力に魅了されてきたが、その仕組みは謎に包まれている。応募者は特徴的な季節応答を示す動物を用いて、脊椎動物が春を感じる脳内情報伝達経路を解明してきた。しかし動物が様々な臓器を使って季節に適応する「臓器間ネットワーク」の作動原理は明らかにされていない。また概日時計を使って日長を測定する「臨界日長」の設計原理と温度の季節変化に適応する「温周性」の制御機構も明らかにされておらず、これらは生物学に残された大きな謎と言える。従来の研究で、下垂体の付け根に位置する下垂体隆起葉において、長日条件下で分泌される甲状腺刺激ホルモン(TSH)が、脳に春を告げるマスターコントロール因子して働くことを明らかにしていたが、このTSHが下垂体前葉から分泌されるTSHと体内で情報の混線を起こさない仕組みは謎に包まれていた。本研究では、この情報の混線の防止がTSHの組織特異的な翻訳後修飾によることを明らかにした。また、動物が体内時計を使って日照時間の変化を感知している仕組みは未解明である。概日リズムが異常な時計遺伝子欠損動物を用いて、この謎に迫ろうという試みが世界中で行われたが成功しておらず、全く別のアプローチが必要とされていた。そこで日本各地で採集された野生集団由来のメダカ系統を用いて臨界日長を明らかにしたところ、緯度の高い地域に生息するメダカは長い緯度の低い地域のメダカに比べて、臨界日長を持つことを明らかにした。

自有历史记录以来，人类一直对动物适应季节的能力着迷，但其如何发挥作用却一直笼罩在神秘之中。利用表现出特征性季节性反应的动物，申请人一直在阐明允许脊椎动物感知春天的大脑信息传输途径。然而，让动物利用各种器官来适应季节的“器官间网络”的运作原理尚未明确。此外，利用生物钟测量日长的“临界光周期”的设计原理，以及适应温度季节变化的“温度”的控制机制尚未明确，这些仍停留在生物学领域。可以说是一个很大的谜团。先前的研究表明，位于垂体底部的垂体叶在长日照条件下会分泌促甲状腺激素（TSH），它是告诉大脑春天即将到来的主要控制因素。这种TSH不会与垂体前叶分泌的TSH在体内引起信息混淆的机制一直笼罩在神秘之中。在这项研究中，我们发现这种信息混淆的预防是由于 TSH 的组织特异性翻译后修饰。此外，动物利用生物钟来检测白天时间变化的机制仍不清楚。世界各地尝试利用生物钟基因缺陷且昼夜节律异常的动物来解开这个谜团，但均未成功，因此需要一种完全不同的方法。因此，我们利用从日本各地收集的野生种群衍生的青鳉菌株来阐明临界光周期，并发现生活在高纬度地区的青鳉的临界光周期比来自低纬度地区的青鳉的临界光周期更长。