2026/02/13 更新

写真a

トダ ヤスカ
戸田 安香
TODA YASUKA
所属
生命理工学院 准教授
職名
准教授
外部リンク

研究分野

  • ライフサイエンス / 食品科学

学歴

  • 東京大学 農学部 獣医学課程 獣医学専修

    2003年4月 - 2007年3月

      詳細を見る

  • 東京大学

    2001年4月 - 2003年3月

      詳細を見る

経歴

  • 東京科学大学生命理工学院   准教授

    2025年5月 - 現在

      詳細を見る

  • 明治大学農学部   特任講師

    2021年4月 - 2025年4月

      詳細を見る

  • 明治大学   日本学術振興会特別研究員(PD)

    2018年4月 - 2021年3月

      詳細を見る

  • 明治大学   農学部   研究員

    2017年5月 - 2018年3月

      詳細を見る

  • キッコーマン株式会社   研究開発本部   研究員

    2007年4月 - 2017年4月

      詳細を見る

論文

  • Structural basis of stereochemical promiscuity by an umami taste receptor ortholog, Tas1r1/Tas1r3 from pufferfish

    Rakuto Mizoguchi, Yasuka Toda, Mana Nagae, Takashi Yoshida, Hiroaki Matsuura, Kunio Hirata, Yohei Miyanoiri, Maiko Hosotani, Yuji Ashikawa, Chiaki Ito, Naotaka Tsutsumi, Norihisa Yasui, Yoshiro Ishimaru, Atsuko Yamashita

    2025年11月

  • Relaxation of selective constraint on the sweet-taste receptor gene TAS1R2 in lorisiform primates 査読

    Qinyuan Ji, Min Hou, Muhammad Shoaib Akhtar, Takashi Hayakawa, Yasuka Toda, Akihiro Itoigawa, Hiroo Imai, Takafumi Ishida, Amanda D. Melin, Shoji Kawamura

    Scientific Reports   15 ( 1 )   2025年11月

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1038/s41598-025-23648-x

    researchmap

    その他リンク: https://www.nature.com/articles/s41598-025-23648-x

  • Rapid expansion and specialization of the TAS2R bitter taste receptor family in amphibians 査読

    Kathleen W. Higgins, Akihiro Itoigawa, Yasuka Toda, Daniel Winston Bellott, Rachel Anderson, Roberto Márquez, Jing-Ke Weng

    PLOS Genetics   2025年1月

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1371/journal.pgen.1011533

    researchmap

  • The Remarkable Diversity of Vertebrate Bitter Taste Receptors: Recent Advances in Genomic and Functional Studies 招待 査読

    Akihiro Itoigawa, Tomoya Nakagita, Yasuka Toda

    International Journal of Molecular Sciences   2024年11月

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3390/ijms252312654

    researchmap

  • Evolutionary origins of bitter taste receptors in jawed vertebrates. 査読 国際誌

    Akihiro Itoigawa, Yasuka Toda, Shigehiro Kuraku, Yoshiro Ishimaru

    Current biology : CB   34 ( 7 )   R271-R272   2024年4月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Taste is a sense that detects information about nutrients and toxins in foods. Of the five basic taste qualities, bitterness is associated with the detection of potentially harmful substances like plant alkaloids. In bony vertebrates, type 2 taste receptors (T2Rs), which are G-protein-coupled receptors (GPCRs), act as bitter taste receptors1,2. In vertebrates, six GPCR gene families are described as chemosensory receptor genes, encoding taste receptor families (T1Rs and T2Rs) and olfactory receptor families (ORs, V1Rs, V2Rs, and TAARs). These families of receptors have been found in all major jawed vertebrate lineages, except for the T2Rs, which are confined to bony vertebrates3. Therefore, T2Rs are believed to have emerged later than the other chemosensory receptor genes in the bony vertebrate lineage. So far, only the genomes of two cartilaginous fish species have been mined for TAS2R genes, which encode T2Rs4. Here, we identified novel T2Rs in elasmobranchs, namely selachimorphs (sharks) and batoids (rays, skates, and their close relatives) by an exhaustive search covering diverse cartilaginous fishes. Using functional and mRNA expression analyses, we demonstrate that their T2Rs are expressed in the oral taste buds and contribute to the detection of bitter compounds. This finding indicates the early origin of T2Rs in the common ancestor of jawed vertebrates.

    DOI: 10.1016/j.cub.2024.02.024

    PubMed

    researchmap

  • A vertebrate-wide catalogue of T1R receptors reveals diversity in taste perception. 査読 国際誌

    Hidenori Nishihara, Yasuka Toda, Tae Kuramoto, Kota Kamohara, Azusa Goto, Kyoko Hoshino, Shinji Okada, Shigehiro Kuraku, Masataka Okabe, Yoshiro Ishimaru

    Nature ecology & evolution   2023年12月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Taste is a vital chemical sense for feeding behaviour. In mammals, the umami and sweet taste receptors comprise three members of the taste receptor type 1 (T1R/TAS1R) family: T1R1, T1R2 and T1R3. Because their functional homologues exist in teleosts, only three TAS1R genes generated by gene duplication are believed to have been inherited from the common ancestor of bony vertebrates. Here, we report five previously uncharacterized TAS1R members in vertebrates, TAS1R4, TAS1R5, TAS1R6, TAS1R7 and TAS1R8, based on genome-wide survey of diverse taxa. We show that mammalian and teleost fish TAS1R2 and TAS1R3 genes are paralogues. Our phylogenetic analysis suggests that the bony vertebrate ancestor had nine TAS1Rs resulting from multiple gene duplications. Some TAS1Rs were lost independently in descendent lineages resulting in retention of only three TAS1Rs in mammals and teleosts. Combining functional assays and expression analysis of non-teleost fishes we show that the novel T1Rs form heterodimers in taste-receptor cells and recognize a broad range of ligands such as essential amino acids, including branched-chain amino acids, which have not been previously considered as T1R ligands. This study reveals diversity of taste sensations in both modern vertebrates and their ancestors, which might have enabled vertebrates to adapt to diverse habitats on Earth.

    DOI: 10.1038/s41559-023-02258-8

    PubMed

    researchmap

  • T1R2-mediated sweet sensing in a lizard. 査読 国際誌

    Qiaoyi Liang, Meng-Ching Ko, Nathaniel S R Ng, Borja Reh, Jessica G H Lee, Atsuko Yamashita, Hidenori Nishihara, Yasuka Toda, Maude W Baldwin

    Current biology : CB   32 ( 23 )   R1302-R1303   2022年12月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Sugars are an important class of nutrients found in the flowers and fruits of angiosperms (flowering plants). Although T1R2-T1R3 has been identified as the mammalian sweet receptor, some birds rely on a repurposed T1R1-T1R3 savory receptor to sense sugars. Moreover, as the radiation of flowering plants occurred later than the last common ancestor of amniotes, sugar may not have been an important diet item for amniotes early in evolution, raising the question of whether T1R2-T1R3 is a universal sugar sensor or only a mammalian innovation. Here, using brief-access behavioral tests and functional characterization of taste receptors, we demonstrate that the nectar-taking Madagascar giant day gecko (Phelsuma grandis) can sense sugars through the T1R2-T1R3 receptor. These results reveal the existence of T1R2-based sweet taste in a non-avian reptile, which has important implications for our understanding of the evolutionary history of sugar detection in amniotes.

    DOI: 10.1016/j.cub.2022.10.061

    PubMed

    researchmap

  • A single residue confers selective loss of sugar sensing in wrynecks. 査読 国際誌

    Julia F Cramer, Eliot T Miller, Meng-Ching Ko, Qiaoyi Liang, Glenn Cockburn, Tomoya Nakagita, Massimiliano Cardinale, Leonida Fusani, Yasuka Toda, Maude W Baldwin

    Current biology : CB   2022年8月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Sensory receptors evolve, and changes to their response profiles can directly impact sensory perception and affect diverse behaviors, from mate choice to foraging decisions.1-3 Although receptor sensitivities can be highly contingent on changes occurring early in a lineage's evolutionary history,4 subsequent shifts in a species' behavior and ecology may exert selective pressure to modify and even reverse sensory receptor capabilities.5-7 Neither the extent to which sensory reversion occurs nor the mechanisms underlying such shifts is well understood. Using receptor profiling and behavioral tests, we uncover both an early gain and an unexpected subsequent loss of sugar sensing in woodpeckers, a primarily insectivorous family of landbirds.8,9 Our analyses show that, similar to hummingbirds10 and songbirds,4 the ancestors of woodpeckers repurposed their T1R1-T1R3 savory receptor to detect sugars. Importantly, whereas woodpeckers seem to have broadly retained this ability, our experiments demonstrate that wrynecks (an enigmatic ant-eating group sister to all other woodpeckers) selectively lost sugar sensing through a novel mechanism involving a single amino acid change in the T1R3 transmembrane domain. The identification of this molecular microswitch responsible for a sensory shift in taste receptors provides an example of the molecular basis of a sensory reversion in vertebrates and offers novel insights into structure-function relationships during sensory receptor evolution.

    DOI: 10.1016/j.cub.2022.07.059

    PubMed

    researchmap

  • Synergism, Bifunctionality, and the Evolution of a Gradual Sensory Trade-off in Hummingbird Taste Receptors. 査読 国際誌

    Glenn Cockburn, Meng-Ching Ko, Keren R Sadanandan, Eliot T Miller, Tomoya Nakagita, Amanda Monte, Sungbo Cho, Eugeni Roura, Yasuka Toda, Maude W Baldwin

    Molecular biology and evolution   39 ( 2 )   2022年2月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Sensory receptor evolution can imply trade-offs between ligands, but the extent to which such trade-offs occur and the underlying processes shaping their evolution is not well understood. For example, hummingbirds have repurposed their ancestral savory receptor (T1R1-T1R3) to detect sugars, but the impact of this sensory shift on amino acid perception is unclear. Here, we use functional and behavioral approaches to show that the hummingbird T1R1-T1R3 acts as a bifunctional receptor responsive to both sugars and amino acids. Our comparative analyses reveal substantial functional diversity across the hummingbird radiation and suggest an evolutionary timeline for T1R1-T1R3 retuning. Finally, we identify a novel form of synergism between sugars and amino acids in vertebrate taste receptors. This work uncovers an unexplored axis of sensory diversity, suggesting new ways in which nectar chemistry and pollinator preferences can coevolve.

    DOI: 10.1093/molbev/msab367

    PubMed

    researchmap

  • Expression profiles and functional characterization of common carp (Cyprinus carpio) T2Rs 査読

    Toshiki Shimizu, Takashi Kubozono, Ryota Asaoka, Yasuka Toda, Yoshiro Ishimaru

    Biochemistry and Biophysics Reports   28   101123 - 101123   2021年12月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier {BV}  

    DOI: 10.1016/j.bbrep.2021.101123

    researchmap

  • Evolution of the primate glutamate taste sensor from a nucleotide sensor 査読 国際誌

    Yasuka Toda, Takashi Hayakawa, Akihiro Itoigawa, Yosuke Kurihara, Tomoya Nakagita, Masahiro Hayashi, Ryuichi Ashino, Am, a D. Melin, Yoshiro Ishimaru, Shoji Kawamura, Hiroo Imai, Takumi Misaka

    Current Biology   31 ( 20 )   4641 - 4649   2021年8月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier {BV}  

    Taste perception plays an essential role in food selection. Umami (savory) tastes are sensed by a taste receptor complex, T1R1/T1R3, that detects proteinogenic amino acids.1 High sensitivity to l-glutamate (l-Glu) is a characteristic of human T1R1/T1R3, but the T1R1/T1R3 of other vertebrates does not consistently show this l-Glu response.1,2 Here, we demonstrate that the l-Glu sensitivity of T1R1/T1R3 is a derived state that has evolved repeatedly in large primates that rely on leaves as protein sources, after their divergence from insectivorous ancestors. Receptor expression experiments show that common amino acid substitutions at ligand binding sites that render T1R1/T1R3 sensitive to l-Glu occur independently at least three times in primate evolution. Meanwhile T1R1/T1R3 senses 5'-ribonucleotides as opposed to l-Glu in several mammalian species, including insectivorous primates. Our chemical analysis reveal that l-Glu is one of the major free amino acids in primate diets and that insects, but not leaves, contain large amounts of free 5'-ribonucleotides. Altering the ligand-binding preference of T1R1/T1R3 from 5'-ribonucleotides to l-Glu might promote leaf consumption, overcoming bitter and aversive tastes. Altogether, our results provide insight into the foraging ecology of a diverse mammalian radiation and help reveal how evolution of sensory genes facilitates invasion of new ecological niches.

    DOI: 10.1016/j.cub.2021.08.002

    PubMed

    researchmap

  • Early origin of sweet perception in the songbird radiation 査読 国際誌

    Yasuka Toda, Meng-Ching Ko, Qiaoyi Liang, Eliot T. Miller, Alej, ro Rico-Guevara, Tomoya Nakagita, Ayano Sakakibara, Kana Uemura, Timothy Sackton, Takashi Hayakawa, Simon Yung Wa Sin, Yoshiro Ishimaru, Takumi Misaka, Pablo Oteiza, James Crall, Scott V. Edwards, William Buttemer, Shuichi Matsumura, Maude W. Baldwin

    Science   373 ( 6551 )   226 - 231   2021年7月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Association for the Advancement of Science ({AAAS})  

    <jats:p>Early events in the evolutionary history of a clade can shape the sensory systems of descendant lineages. Although the avian ancestor may not have had a sweet receptor, the widespread incidence of nectar-feeding birds suggests multiple acquisitions of sugar detection. In this study, we identify a single early sensory shift of the umami receptor (the T1R1-T1R3 heterodimer) that conferred sweet-sensing abilities in songbirds, a large evolutionary radiation containing nearly half of all living birds. We demonstrate sugar responses across species with diverse diets, uncover critical sites underlying carbohydrate detection, and identify the molecular basis of sensory convergence between songbirds and nectar-specialist hummingbirds. This early shift shaped the sensory biology of an entire radiation, emphasizing the role of contingency and providing an example of the genetic basis of convergence in avian evolution.</jats:p>

    DOI: 10.1126/science.abf6505

    PubMed

    researchmap

  • Positive/Negative Allosteric Modulation Switching in an Umami Taste Receptor (T1R1/T1R3) by a Natural Flavor Compound, Methional. 査読 国際誌

    Toda Y, Nakagita T, Hirokawa T, Yamashita Y, Nakajima A, Narukawa M, Ishimaru Y, Uchida R, Misaka T

    Scientific reports   8 ( 1 )   11796 - 11796   2018年8月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41598-018-30315-x

    PubMed

    researchmap

  • Evolution of sweet taste perception in hummingbirds by transformation of the ancestral umami receptor 査読

    Maude W. Baldwin, Yasuka Toda, Tomoya Nakagita, Mary J. O'Connell, Kirk C. Klasing, Takumi Misaka, Scott V. Edwards, Stephen D. Liberles

    SCIENCE   345 ( 6199 )   929 - 933   2014年8月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1126/science.1255097

    Web of Science

    PubMed

    researchmap

  • L-Theanine elicits umami taste via the T1R1+T1R3 umami taste receptor 査読

    Masataka Narukawa, Yasuka Toda, Tomoya Nakagita, Yukako Hayashi, Takumi Misaka

    AMINO ACIDS   46 ( 6 )   1583 - 1587   2014年6月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s00726-014-1713-3

    Web of Science

    PubMed

    researchmap

  • Two Distinct Determinants of Ligand Specificity in T1R1/T1R3 (the Umami Taste Receptor) 査読

    Yasuka Toda, Tomoya Nakagita, Takashi Hayakawa, Shinji Okada, Masataka Narukawa, Hiroo Imai, Yoshiro Ishimaru, Takumi Misaka

    JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY   288 ( 52 )   36863 - 36877   2013年12月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1074/jbc.M113.494443

    Web of Science

    PubMed

    researchmap

  • Establishment of a New Cell-Based Assay To Measure the Activity of Sweeteners in Fluorescent Food Extracts 査読

    Yasuka Toda, Shinji Okada, Takumi Misaka

    JOURNAL OF AGRICULTURAL AND FOOD CHEMISTRY   59 ( 22 )   12131 - 12138   2011年11月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1021/jf2029835

    Web of Science

    PubMed

    researchmap

  • Glial fibrillary acidic protein (GFAP) and anti-GFAP autoantibody in canine necrotising meningoencephalitis 査読

    Y. Toda, N. Matsuki, M. Shibuya, I. Fuiloka, S. Tamahara, K. Ono

    VETERINARY RECORD   161 ( 8 )   261 - 264   2007年8月

     詳細を見る

    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Web of Science

    researchmap

▼全件表示

書籍等出版物

  • 霊長類学の百科事典

    ( 範囲: 4-18 旨味受容体 (4章 霊長類の遺伝))

    丸善出版  2023年7月 

     詳細を見る

  • おいしさの科学的評価・測定法と応用展開

    三坂巧, 戸田安香( 範囲: 培養細胞を用いた食味評価系 (p 11 - 21))

    シーエムシー出版  2016年 

     詳細を見る

MISC

  • 脊椎動物における味覚受容体の進化と味覚情報伝達機構

    戸田安香, 石丸喜朗

    実験医学   41 ( 10 )   97 - 102   2023年

     詳細を見る

  • インドリ科における甘味受容体の機能進化

    糸井川壮大, 戸田安香, 石丸喜朗, 今井啓雄

    霊長類研究   39 ( Supplement )   2023年

     詳細を見る

  • 祖先の甘味感覚獲得がもたらした鳴禽類の繁栄

    戸田安香, 中北智哉, 早川卓志, 石丸喜朗, 三坂巧, 松村秀一

    Japanese Scientists in Science 2021   36   2022年

     詳細を見る

  • 様々な脊椎動物における味覚受容体と食性の関連・魚類から鳥類,霊長類における食の進化戦略

    戸田安香, 石丸喜朗

    化学と生物   60 ( 8 )   373 - 375   2022年

     詳細を見る

  • 味覚受容体の進化から考える「グルタミン酸はなぜおいしい?」

    戸田安香, 三坂巧

    バイオサイエンスとインダストリー(B&I)   80 ( 2 )   132 - 133   2022年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:(一財)バイオインダストリー協会  

    researchmap

  • 味覚と嗅覚の進化 脊椎動物における味覚の多様性とその遺伝的要因

    戸田安香, 石丸喜朗, 三坂巧

    科学   92 ( 12 )   2022年

     詳細を見る

  • 霊長類における旨味受容体のヌクレオチド感受性と食性の関わり

    戸田安香, 早川卓志, 糸井川壮大, 栗原洋介, 中北智哉, AMANDA Melin, 河村正二, 今井啓雄, 石丸喜朗, 三坂巧

    日本農芸化学会大会講演要旨集(Web)   2022   2022年

     詳細を見る

  • 機能解析技術が明らかにした味覚受容体と食物成分のかかわり・味の感じ方は生き物それぞれ

    戸田安香

    化学と生物   57 ( 2 )   115 - 120   2019年

     詳細を見る

  • 醤油に含まれる香気成分が旨味を増強する

    戸田安香, 三坂巧

    Aroma Research   19 ( 4 )   378‐379   2018年11月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • さまざまな脊椎動物における味覚の進化

    戸田安香, 石丸喜朗

    臨床栄養   133 ( 7 )   2 - 7   2018年

     詳細を見る

  • 旨味受容体の機能転換によるハチドリの甘味知覚の進化

    戸田安香, 中北智哉, 三坂巧

    Japanese Scientists in Science 2014   61   2015年

     詳細を見る

▼全件表示

受賞

  • 第4回 輝く女性研究者賞(ジュン アシダ賞)

    2022年11月   国立研究開発法人科学技術振興機構(JST)  

     詳細を見る

  • 第21回日本農学進歩賞

    2022年10月   公益財団法人 農学会   様々な脊椎動物における味覚受容体と食性の関連の解明

     詳細を見る

  • 三島海雲学術賞

    2022年7月   公益財団法人 三島海雲記念財団   新規機能解析技術を用いた嗜好味受容体T1Rの機能と食物成分との関わりの解明

     詳細を見る

  • 安藤百福賞 発明発見奨励賞

    2021年12月   食創会   旨味受容体の測定系開発とおいしさ研究への応用展開

     詳細を見る

  • 研究者育成助成〈ロッテ重光学術賞〉

    2020年12月   公益財団法人ロッテ財団  

     詳細を見る

  • 農芸化学若手女性研究者賞

    2018年3月   日本農芸化学会   味覚受容体の新しい機能解析技術の開発と味覚受容の分子機構の解明

    戸田 安香

     詳細を見る

▼全件表示

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 細胞内情報伝達系と化学感覚系のヘテロ回路アセンブリの物理則と進化則の解明

    研究課題/領域番号:25H01362  2025年4月 - 2030年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    青木 一洋, 戸田 安香

      詳細を見る

    配分額:197600000円 ( 直接経費:152000000円 、 間接経費:45600000円 )

    researchmap

  • 進化情報アセンブリによる生命機能の創出原理

    研究課題/領域番号:25H01360  2025年4月 - 2030年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  学術変革領域研究(A)

    小林 徹也, 川口 喬吾, 青木 一洋, 澤井 哲, 戸田 安香, 鈴木 誉保, 瀧ノ上 正浩, 斉藤 稔, 細田 一史, 杉村 薫, 梅津 大輝, 花井 亮

      詳細を見る

    配分額:209300000円 ( 直接経費:161000000円 、 間接経費:48300000円 )

    researchmap

  • 脊椎動物における旨味・甘味の起源の解明

    2023年4月 - 2030年3月

    科学技術振興機構  創発的研究支援事業 

      詳細を見る

  • 保全ゲノミクス手法を用いた森林共生モデルの確立と実践:コアラとユーカリの関係から

    研究課題/領域番号:23K28269  2023年4月 - 2027年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    早川 卓志, 戸田 安香, 土田 さやか

      詳細を見る

    配分額:18720000円 ( 直接経費:14400000円 、 間接経費:4320000円 )

    本研究はコアラのユーカリ選択の遺伝的なメカニズムを解明し、保全の現場に還元することを目的とする。2023年度は、コアラの全ゲノム多型解析、コアラの苦味受容体のリガンド探索、ユーカリの成分分析、カンガルー島での野外調査をおこなった。まず、日本国内で飼育されているコアラについて全ゲノム塩基配列を決定し、観察された行動や飼育担当者へのインタビュー結果との相関を分析した。また、シドニー大学との共同研究で、地域由来が確定している400個体のコアラの全ゲノム配列について、特に苦味受容体遺伝子に注目して比較解析した。次に、コアラが持つ苦味受容体(TAS2R)遺伝子の一部について、培養細胞に発現させて、どのような化合物が苦味物質として応答するか、機能解析スクリーニングをおこなった。同時に、ユーカリの網羅的メタボローム成分分析もおこない、実際にユーカリに含まれている化合物とコアラ苦味受容体の機能的な関係について考察した。最後に、コアラの生息地である南オーストラリア州カンガルー島のハンソンベイ・サンクチュアリにおいて、アデレード大学との共同研究で野外調査を実施し、コアラが利用するユーカリの樹種データ、コアラゲノム、ユーカリを収集した。コアラDNAやユーカリDNAについてはアデレード大学において一部を分析した。2024年度にはこれらのデータとサンプルをさらに詳しく分析する。またコアラの腸内細菌に関する論文を投稿した。これらの基礎データをもとに、次年度以降、さらなるメカニズムの解明に挑戦する。

    researchmap

  • 嗜好味受容体T1Rsの栄養素受容における役割の解明

    研究課題/領域番号:23K26861  2023年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    戸田 安香

      詳細を見る

    配分額:19370000円 ( 直接経費:14900000円 、 間接経費:4470000円 )

    味覚は食嗜好性を決定する上で重要な化学感覚である。研究代表者はこれまで、霊長類や鳥類などの非モデル生物を対象とした研究を行い、嗜好味(旨味・甘味)受容体であるT1R受容体のリガンドが、動物の食性に応じて柔軟に変化してきたことを明らかにした。一方、味覚が食性に応じて変化する過程で、生体内における栄養素受容にどのような変化が生じるかは明らかでない。さらに、T1R受容体は消化管を始めとした全身の様々な組織に発現し、栄養素受容体としても機能すると提唱されているが、リガンドの動物種差を考慮した研究は行われておらず、T1R受容体の栄養素受容における詳細な役割は未解明である。
    そこで本研究では、幅広い脊椎動物を対象に、1)T1R受容体のリガンド同定と食性・生息環境の関連の解明、2)T1R受容体と消化機能の共進化の検証、3)消化管におけるT1R受容体発現細胞種の同定と機能解明に取り組む。2023年度は下記に取り組んだ。
    研究1)各祖先型遺伝子の培養細胞発現用プラスミドを構築し、機能解析を開始した。
    研究2)消化酵素の機能解析系の立ち上げに着手した。また、食性の異なる生物種を対象に、味覚受容体遺伝子及び糖質加水分解酵素遺伝子のクローニングを開始した。
    研究3)遺伝子改変魚類作製に向けて、飼育環境の整備や遺伝子改変実験の手技習得をした。

    researchmap

  • 味覚と消化機能の進化から紐解く果実食鳥類の求愛行動

    研究課題/領域番号:22KK0079  2022年10月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))  国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

    戸田 安香

      詳細を見る

    配分額:20150000円 ( 直接経費:15500000円 、 間接経費:4650000円 )

    researchmap

  • 甘味・旨味受容体T1Rsの進化と食性の多様化の関わりの解明

    2021年4月 - 2026年3月

    ロッテ財団  「研究者育成助成」〈ロッテ重光学術賞〉 

      詳細を見る

  • 旨味受容体の機能と食物成分の関わりの解明

    研究課題/領域番号:20H02941  2020年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    戸田 安香

      詳細を見る

    配分額:18330000円 ( 直接経費:14100000円 、 間接経費:4230000円 )

    旨味受容体T1R1/T1R3は、食物中に含まれるタンパク質を検知するための味センサーと考えられてきた。近年、研究代表者らはヒト以外の動物種を対象とした研究から、旨味受容体の機能が動物の食性に応じて種ごとに柔軟に変化してきたことを示した。一方で、ヒト旨味受容体はグルタミン酸に特化したアミノ酸選択性を示しかつ、イノシン酸やグアニル酸といったヌクレオチドでも活性化されるが、その生理的意義は明らかでない。そこで、本研究ではヒトを含む様々な動物種間で、旨味受容体の機能及び食物を比較し、ヒト旨味受容体の特徴である「高グルタミン酸活性」及び「ヌクレオチド受容能」がどのような食物成分の味・栄養素検出と結びついているかを明らかにする。具体的には、様々な動物種を対象に、旨味受容体の塩基配列解析、機能解析、食物成分分析、行動実験等を行う。
    昨年度までにクローニングが完了した霊長類の旨味受容体の機能解析を行った。結果、旨味受容体がグルタミン酸で強く活性化される霊長類は、葉を主要なタンパク質供給源として利用していた。一方、旨味受容体がグルタミン酸で強く活性化されない霊長類は、昆虫にタンパク質供給を頼っていた。さらに、単独では旨味受容体を活性化することができないと考えられていたヌクレオチドが、様々な霊長類の旨味受容体を単独で強く活性化することを発見した。また、グルタミン酸やヌクレオチドに対する感度が変化する原因となった、アミノ酸変異を同定した。
    食物成分分析の結果から、昆虫にはヌクレオチドとグルタミン酸の両方が豊富に含まれるのに対し、葉にはグルタミン酸は含まれているもののヌクレオチドがほとんど含まれていないことが示された。以上から、ヒトを含む一部の大型霊長類において、ヌクレオチドセンサーからグルタミン酸センサーへと旨味受容体の機能が変化し、ヌクレオチドを含まない葉をおいしく味わえるようになったと考えられた。

    researchmap

  • 脊椎動物における味覚受容体TAS1Rの新規レパートリーの機能解明

    研究課題/領域番号:19H03272  2019年4月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    西原 秀典, 石丸 喜朗, 戸田 安香

      詳細を見る

    配分額:17030000円 ( 直接経費:13100000円 、 間接経費:3930000円 )

    本研究では味覚受容体遺伝子TAS1Rファミリーが顎口類の共通祖先から現在までにどのようなプロセスで配列進化と機能進化を遂げてきたのかを解明することが目的である。今年度末までに古代魚と呼ばれる比較的初期に分岐した魚類を中心とする31種の脊椎動物についてゲノムおよびトランスクリプトーム情報からTAS1R全長配列を同定し、そのうち12種が新規クレードを持つことを明らかにした。これにより脊椎動物の各系統におけるTAS1R遺伝子重複と消失の歴史がより詳細に明確になった。またこれらTAS1Rの周辺遺伝子群のシンテニー解析も進めてきた。様々な脊椎動物のシンテニー比較により、顎口類の祖先および硬骨魚類の祖先における遺伝子配置を推定した。この結果からTAS1Rは主にそれらの共通祖先において遺伝子重複を起こし、それに伴って染色体上でローカルおよび長距離の組換えによって遺伝子配置の変化が頻繁に起こってきたことを明らかにした。ただし一部の魚類では遺伝子配置が比較的保存されていることから、こうした遺伝子配置の進化パターンの違いを生じる要因の究明に今後取り組む余地があると考えられた。また培養細胞を用いたリガンドの特定実験は一部の魚類については完了しており、さらに別の種に関して着手している。発現解析についても順調に進行しており、一部のTAS1R遺伝子の発現パターンが明らかとなった。これらの機能解析と発現解析は次年度以降も継続する予定である。さらに最近新たに報告された脊椎動物の全ゲノム情報に基づいた遺伝子レパートリーの同定も拡大することを予定しており、これによりTAS1Rに見られる特異な進化プロセスの全容が明らかになると考えられる。

    researchmap

  • 鳥類をモデルとした食性の多様化と味覚受容体の機能との関連

    研究課題/領域番号:18KK0166  2018年10月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))  国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

    石丸 喜朗, 戸田 安香, 三坂 巧

      詳細を見る

    配分額:18070000円 ( 直接経費:13900000円 、 間接経費:4170000円 )

    味覚は動物が食物を摂取可能であるかを判断する上で重要な感覚であるため、食性に応じて種ごとに柔軟に変化してきた可能性が考えられる。当グループは近年、甘味受容体遺伝子を欠損していることから糖の味を感知できないとされてきた鳥類の中でも、花の蜜を主食とするハチドリでは旨味受容体が糖受容体として機能転換していることを明らかにした。一方、ハチドリとは系統的に離れた鳥類の中にも多くの花蜜食及び果実食食性の種が存在するが、これらの鳥類の旨味受容体がどのような機能を果たしているのかは明らかでない。そこで、本研究では多種の鳥類を対象に、旨味受容体の塩基配列解析、機能解析、行動実験を行い、花蜜食・果実食とその他の食性の鳥類の間における旨味受容体の機能の違いを検証する。
    2018年度は共同研究機関であるMax Planck鳥類研究所において、様々な鳥類のDNA及びRNAサンプルをもとに、旨味受容体遺伝子(Tas1r1, Tas1r3)のクローニングを行った。クローニングが完了した種については速やかに配列情報を共有し、明治大学において培養細胞発現用プラスミドを作製した。作製したプラスミドを用いて、鳥類旨味受容体の味物質に対する応答性を評価した。その結果、花蜜食および非花蜜食鳥類のいくつかの種で、旨味受容体のリガンドを同定することに成功した。

    researchmap

  • 新規小腸栄養素センサー候補分子の機能解明

    研究課題/領域番号:18J00315  2018年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費  特別研究員奨励費

    戸田 安香

      詳細を見る

    配分額:4030000円 ( 直接経費:3100000円 、 間接経費:930000円 )

    小腸上皮細胞のうち分化した機能細胞は、吸収上皮細胞、杯細胞、パネート細胞、内分泌細胞という4種類の主要な細胞と、刷子細胞、M細胞といった少数細胞に分類される。中でも、刷子細胞は小腸上皮細胞のうちわずか0.4%しか存在しておらず、その機能は殆ど明らかになっていなかった。しかし近年、刷子細胞が寄生蠕虫類などに対する免疫防御機構に関与することが立て続けに報告され、その機能に注目が集まってきた。一方で、当研究グループでは刷子細胞が完全に消失する、転写因子Skn-1a欠損マウスの解析から、刷子細胞からの食シグナルがカテコールアミンの分泌抑制を介してエネルギー消費量を調節することを明らかにした。さらに、その後のRNA-Seq法及び免疫組織学的手法を用いた解析から、刷子細胞の頂端部に局在して発現するGPCR“オーファン受容体X”を発見した。この受容体Xの遺伝子欠損マウスでは寄生虫感染に対する免疫防御能の低下が認められなかったことから、受容体Xは刷子細胞において免疫以外の機能に寄与することが示唆された。そこで、本研究では受容体Xの遺伝子欠損マウスの表現型解析及びリガンド探索を行い、受容体Xの新規栄養素センサーとしての可能性を検証することを目的とする。
    2018年度は、CRISPR/Cas9法を用いて受容体X遺伝子欠損マウスを作出した。X遺伝子欠損マウスのエネルギー代謝に関する表現型を解析するため、高脂肪食飼育時の体重や臓器重量変化を野生型マウスと比較した。また、オーファン受容体Xのリガンド探索のために、培養細胞を用いたアッセイ系、in vivoカルシウムイメージング法、オルガノイド培養系の立ち上げを行った。

    researchmap

  • 旨味受容体の味・栄養素センサーとしての生理的意義解明

    研究課題/領域番号:18K14427  2018年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究  若手研究

    戸田 安香

      詳細を見る

    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    旨味受容体T1R1/T1R3は「食物中に含まれるタンパク質を検知するための味センサー」と考えられてきた。近年、研究代表者らはヒト以外の動物種を対象とした研究により、旨味受容体の機能が動物の食性に応じて種ごとに柔軟に変化してきたことを示した。一方で、ヒト旨味受容体は昆布やトマトに豊富に含まれるグルタミン酸に特化したアミノ酸選択性を示し、かつ、鰹節や干しシイタケに含まれるイノシン酸やグアニル酸といったヌクレオチドでも活性化されるが、その生理的意義は明らかでない。そこで、本研究ではヒトと多系統の動物種の間で、旨味受容体の機能及び食物を比較し、ヒト旨味受容体の特徴である「高グルタミン酸活性」及び「ヌクレオチド受容能」がどのような食品成分の味・栄養素検出と結びついているかを明らかにする。具体的には、それぞれの動物種ごとに旨味受容体の塩基配列解析、機能解析、食物成分分析、行動実験などを行う。
    2018年度は、ゲノムDNAを元に、PCR、シークエンスを行い、複数種の非ヒト霊長類の旨味受容体遺伝子の配列を決定した。配列決定が完了した動物種について、エキソン断片をつなぎ合わせ、培養細胞発現用プラスミドを作製した。作製したプラスミドを用いて、発光検出系により旨味受容体のアミノ酸応答性を評価した。さらに、霊長類の主な食物を収集し、HPLC法を用いた遊離アミノ酸分析を行うことで、旨味受容体の機能解析結果と比較した。

    researchmap

▼全件表示