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。

动物感知光、温度等外界变化，控制繁殖、迁徙、应激反应等生理功能和行为，以更好地适应每年反复发生的环境季节变化。亚里士多德的著作《Zozo》详细描述了动物的这种季节变化，但其机制却笼罩在神秘之中。在这项研究中，我们旨在通过关注各种动物所拥有的复杂能力来阐明脊椎动物季节性适应机制的设计原理。此外，通过创造控制季节性适应的创新功能分子，我们的目标是提高动物生产力并克服人类的季节性疾病。首先，他们发现青鳉鱼根据其栖息地的纬度表现出不同的光周期和温度反应，并且通过遗传分析，他们成功地分别鉴定了调节光周期和温度的强候选基因。我们目前正在研究这些候选基因的功能。人们还知道，动物在繁殖季节会增加应激反应，但其分子基础仍然是个谜。转录组分析表明，长非编码 RNA 控制应激反应的季节性变化 (Nat Ecol Evol, 2019)。在高纬度地区，冬季发生的冬季抑郁症已成为严重的社会问题。众所周知，包括冬季抑郁症在内的各种精神障碍患者的生物钟都会出现异常，因此当我们寻找现有药物寻找调节生物钟的分子时，我们发现生物钟可以在细胞水平上进行调节我们成功地发现了一种可以通过在饮食中施用来调节人体生物钟周期的药物（EMBO Mol Med 2018）。他们以青鳉鱼为模型，筛选现有的改善冬季社交能力下降的药物，成功发现了一种改善社交能力的中草药成分。

项目成果

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专著数量（0）

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会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

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

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