Regulation of cold tolerance and thermo-sensation via degenerin-type mechano receptor DEG-1

通过简并蛋白型机械受体 DEG-1 调节耐冷性和热感觉

• 批准号: 21K19279
• 负责人: 久原 篤
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: Konan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19279/
• 关键词: 線虫C. eleagns; DEG/ENaC; 温度受容; 低温耐性; 温度順化; C. elegans; 温度受容体; メカノ受容体; トランスクリプトーム解析

温度は生体の生存と繁栄に関わる重要な環境情報のひとつである。本研究では、線虫C. elegansが示す温度応答のひとつである低温耐性・馴化 を実験系として、温度受容の分子機構に関わる新しい原理を解き明かすことを目的として解析を進めた。特に、メカノ受容体であるDEG/ENaCが温度受容 に関わることを近年見つけたため、メカノ受容体を介した温度受容に関して解析をすすめた。これまでに、メカノ受容体であるDEG/ENaCの変異体であるdeg-1変異体が低温耐性に異常をもち、その原因はASG感覚ニューロンにおけるDEG-1を介した温度受容情報伝達の低下にあることが示唆されてきた。そこで、 メカノ受容体を介した温度受容に関して、その関連分子の同定やメカノ受容体による温度受容の生理的な解析をすすめた。前年度までに、温度刺激依存的に発現変動する遺伝子をトランスクリプトーム解析から同定し、その中からメカノチャネルおよびメカノチャネルの制御分子をコードする遺伝子を選別した。そのなかには、DEG-1以外のDEG/ENaCチャネルも含まれていたため、その遺伝子の変異体の低温耐性を測定したところ、ナル変異体では低温耐性異常が見られなかったため、その遺伝子の機能獲得型変異体を用いて、低温耐性の異常の有無を確認した。機能獲得型変異体において低温耐性の異常が確認されたため、DEG/ENaCチャネルのナル変異体にDEG/ENaCの機能獲得型遺伝子を外来遺伝子として導入し、それによって、低温耐性の異常が見られるようになるかを解析したところ、実際に異常が見られた。さらに、温度刺激依存的に発現変動する遺伝子のトランスクリプトーム解析から、DEG/ENaC以外の新規の温度受容体候補遺伝子として、3量体Gタンパク質に関連した遺伝子が見つかってきたため、その遺伝子の変異体の低温耐性を調べたところ、異常が観察された。

温度是与生物体生存和繁荣相关的重要环境信息之一。在本研究中，我们使用线虫表现出的温度反应之一的耐冷/驯化作为实验系统，并进行分析，旨在阐明与热感受分子机制相关的新原理。特别是，我们最近发现机械感受器DEG/ENaC参与温度感受，因此我们对机械感受器介导的温度感受进行了分析。到目前为止，deg-1突变体（机械感受器DEG/ENaC的突变体）具有异常的耐冷性，这是由于ASG感觉神经元中通过DEG-1的热感受信息传递减少引起的。因此，针对机械受体介导的温度接收，我们进行了相关分子的鉴定和机械受体介导的温度接收的生理分析。到前一年，我们通过转录组分析鉴定了表达以温度刺激依赖性方式变化的基因，并选择了编码机械通道和机械通道调节分子的基因。其中，除DEG-1以外的DEG/ENaC通道也包括在内，因此当我们测量该基因突变体的耐冷性时，我们发现无效突变体中没有观察到耐冷性异常，因此我们发现增益基因的功能类型使用突变体，我们确认了耐冷性是否存在异常。由于在功能获得性突变体中确认了耐冷性异常，因此我们将DEG/ENaC功能获得性基因作为外源基因导入DEG/ENaC通道无效突变体中，从而消除了耐冷性异常。当我们分析是否会出现这种情况时，我们发现确实存在异常。此外，通过对表达随温度刺激依赖性方式变化的基因进行转录组分析，在检查机体对温度的耐受性时，发现了与三聚体G蛋白相关的基因作为除DEG/ENaC之外的新温度受体候选基因。低温时，观察到异常现象。

项目成果

カリフォルニア大学(米国)

加州大学（美国）

新型コロナウイルス感染拡大状況下での年会

新型冠状病毒感染肺炎疫情蔓延情况下的年会

• DOI: 10.2142/biophys.61.001
• 发表时间: 2021
• 作者: Okahata M.; Kuhara A
• 通讯作者: Kuhara A

動物と植物の温度耐性に共通して関わるスプライソソーム因子AQRの解析

剪接体因子 AQR 的分析，该因子通常与动植物的温度耐受性有关

• 发表时间: 2022
• 作者: 佐藤夕希; 美馬 直; 礒野一帆; 太治輝昭; 太田茜; 久原篤
• 通讯作者: 久原篤

Neuronal transcription elongation factor TCEB-3 positively regulates cold tolerance in C elegans

神经元转录延伸因子TCEB-3正向调节线虫的耐寒性

• 发表时间: 2021
• 作者: Hiroaki Teranishi;Toshihiro Iseki; Natsune Takagaki; Yohei Minakuchi; Atsushi Toyoda;Akane Ohta;Atsushi Kuhara
• 通讯作者: Atsushi Kuhara

線虫C. elegansの温度耐性におけるDEG/ENaCおよびAQRの関与

DEG/ENaC 和 AQR 参与线虫的温度耐受性

• 发表时间: 2021
• 作者: 佐藤夕希; 礒野一帆; 太治輝昭; 太田茜; 久原篤
• 通讯作者: 久原篤