脊椎動物の季節感知システムの設計原理の解明とその応用

阐明脊椎动物季节传感系统的设计原理及其应用

基本信息

批准号：
26000013
负责人：
吉村崇
金额：
$ 245.27万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014 至 2018
项目状态：
已结题

项目摘要

動物は毎年繰り返し訪れる環境の季節変化に対し、より良く適応するために、光や温度などの外的変化を感知し、繁殖、渡り、ストレス応答などの生理機能や行動を制御している。このような動物の季節変化については、アリストテレスの著書「動物誌」にも詳述されていたが、その仕組みは謎に包まれていた。本研究では様々な動物の持つ洗練された能力に着目することで脊椎動物の季節適応機構の設計原理を解明することを目標とした。また季節適応を制御する革新的機能分子を創出することで、動物の生産性の向上やヒトの季節性疾患の克服を実現することを目指した。まず、メダカが生息地域の緯度に応じて異なる日長応答、温度応答を示すことを見出し、遺伝解析を実施した結果、日長、温度をそれぞれ規定する有力な候補遺伝子を同定することに成功した。現在、それらの候補遺伝子の機能を検討している。また、動物は繁殖期になるとストレス応答を増加させることが知られていたが、その分子基盤は謎だった。トランスクリプトーム解析を実施した結果、long non-coding RNAがストレス応答の季節変化を制御していることを明らかにした(Nat Ecol Evol, 2019)。高緯度地域では、冬季にうつ病を発症する冬季うつ病が深刻な社会問題になっている。冬季うつ病を含む様々な精神障害の患者においては概日時計に異常をきたしていることが知られているため、概日時計を調節する分子を既存薬から探索したところ、細胞レベルで体内時計の周期を調節するとともに、混餌投与によって体内時計の周期を調節する薬を発見することに成功した(EMBO Mol Med 2018)。またメダカをモデルとして冬季の社会性の低下を改善する既存薬をスクリーニングしたところ、社会性を改善する漢方薬成分を発見することに成功した。

为了更好地适应每年栩栩如生的环境变化，动物会感觉到外部变化，例如光和温度，以及控制生理功能和行为，例如生殖，迁移和压力反应。亚里士多德的《动物日报》中还详细介绍了动物的这些季节性变化，但这些动物的机制笼罩在神秘之中。这项研究旨在通过关注各种动物的复杂能力来阐明脊椎动物中季节性适应机制的设计原理。目的是通过创建控制季节性适应的创新功能分子来提高动物生产力并克服人类的季节性疾病。首先，我们发现MEDAKA根据其栖息地的纬度表现出不同的光周期和温度反应，并且由于遗传分析，我们成功地鉴定了分别定义光周期和温度的潜在候选基因。目前，我们正在研究这些候选基因的功能。此外，尽管众所周知，动物在繁殖季节增加了压力反应，但它们的分子基础是一个谜。转录组分析表明，长期非编码RNA调节压力反应的季节性变化（Nat Ecol Evol，2019年）。在冬季导致抑郁症的冬季抑郁症已成为高纬度地区的严重社会问题。众所周知，包括冬季抑郁症在内的各种精神疾病的患者存在昼夜节律时钟异常，因此，当我们搜索从现有药物中调节昼夜节律时钟的分子时，我们成功地发现了一种在细胞水平上调节内部时钟的药物，并通过给予食物来调节内部时钟周期（Embo Mol Mor Med 2018）。此外，当我们筛选改善冬季社会下降的现有药物时，我们成功地发现了中草新草药的成分，可以改善社会性。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Different Photoperiodic Responses in Four Lines of Japanese Quail

四系日本鹌鹑的不同光周期响应

DOI：
10.2141/jpsa.0150097
发表时间：
2015
期刊：
The Journal of Poultry Science
影响因子：
0
作者：
Atsumi Y;Yorinaga E;Ota W;Yoshimura T
通讯作者：
Yoshimura T

Involvement of TRPM2 and TRPM8 in temperature-dependent masking behavior

TRPM2 和 TRPM8 参与温度依赖性掩蔽行为

DOI：
10.1038/s41598-019-40067-x
发表时间：
2019
期刊：
Scientific Reports
影响因子：
4.6
作者：
Ota W;Nakane Y;Kashio M;Suzuki Y;Nakamura K;Mori Y;Tominaga M;Yoshimura T
通讯作者：
Yoshimura T

Disrupted seasonal biology impacts health, food security and ecosystems.

DOI：
10.1098/rspb.2015.1453
发表时间：
2015-10-22
期刊：
Proceedings. Biological sciences
影响因子：
0
作者：
Stevenson TJ;Visser ME;Arnold W;Barrett P;Biello S;Dawson A;Denlinger DL;Dominoni D;Ebling FJ;Elton S;Evans N;Ferguson HM;Foster RG;Hau M;Haydon DT;Hazlerigg DG;Heideman P;Hopcraft JG;Jonsson NN;Kronfeld-Schor N;Kumar V;Lincoln GA;MacLeod R;Martin SA;Martinez-Bakker M;Nelson RJ;Reed T;Robinson JE;Rock D;Schwartz WJ;Steffan-Dewenter I;Tauber E;Thackeray SJ;Umstatter C;Yoshimura T;Helm B
通讯作者：
Helm B

Towards understanding the mechanism of seasonal the measurement : an interdisciplinary approach

理解季节性测量的机制：跨学科方法