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Chronoproteinology: Protein Properties that Define the Day Length Explored in Unicellular Green Algae

Planned Research

Project AreaChrono-proteinology: principle and design for protein timers
Project/Area Number 21H05131
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (III)
Research InstitutionKitasato University (2022-2023)
Nagoya University (2021)

Principal Investigator

松尾 拓哉  北里大学, 理学部, 教授 (00452201)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 村中 智明  名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (50761938)
Project Period (FY) 2021-08-23 – 2024-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥28,470,000 (Direct Cost: ¥21,900,000、Indirect Cost: ¥6,570,000)
Fiscal Year 2023: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
Fiscal Year 2022: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
Keywords概日時計 / 緑藻 / カサノリ / 除核 / タンパク質 / トランスクリプトーム / クロロフィル遅延蛍光 / プロテオーム
Outline of Research at the Start

ほぼ全ての生物は概日時計を持っていて、1日の生活にリズムがあります。概日時計が時間を計るメカニズムには、細胞の核で起こる転写が重要と考えられています。しかし、カサノリという巨大単細胞生物では、核を取り除いても概日時計は機能します。本研究は、核が無い状態でも機能する概日時計をカサノリを用いて詳細に解析し、その実体に迫ります。

Outline of Annual Research Achievements

細胞内の情報処理は、転写ネットワークの枠組みで理解されることが多い。生物の1日を規定する概日時計も同様であり、真核生物では転写フィードバックループがリズム発振を担うと教科書に記載されている。しかし、転写阻害下でも概日リズムが観られるという矛盾が多くの生物群で報告されており、広く保存された転写に依存しない振動体の存在が議論されている。本研究では、核を取り除いても長期間に渡って安定な概日リズムを示す緑藻、カサノリを用い、除核細胞における概日リズムを生理レベルから分子レベルに至るあらゆる側面で解析する。タンパク質の修飾や複合体形成には特に着目する。
今年度は、初年度に確立したハイスループット測定系を用いて、除核細胞の生理学的な解析を行った。除核のための細胞の切断位置や切断時刻の影響や、転写阻害剤、翻訳阻害剤、キナーゼ阻害剤などの影響を詳細に解析した。その結果、細胞質の翻訳阻害剤や、キナーゼ阻害剤が除核細胞の概日リズムに影響を与えることを明らかにした。また、キナーゼ阻害剤ライブラリーのスクリーニングにより、カサノリのリズムに影響を与える阻害剤を複数同定した。さらに、トランスクリプトーム解析を進めた。デノボアッセンブリーを行い、カサノリの転写産物の配列を決定した。それをレファレンス配列としてプロテオーム解析の予備的実験を行い、十分に利用可能な質のレファレンス配列データが得られていることを確認した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り進んでいる。また、予想していなかった結果も得られており、当初の計画以上に研究が発展する可能性もある。

Strategy for Future Research Activity

これまで得られている生理学的な知見とトランスクリプトーム解析の結果を用いて、プロテオーム解析を進める。様々な条件下(阻害剤や除核)でタンパク質レベルでの概日振動を網羅的に解析する。

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2023 2022 2021

All Presentation (30 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 12 results)

  • [Presentation] 巨大単細胞生物カサノリで転写に依存しない概日時計システムを探る2023

    • Author(s)
      松尾拓哉
    • Organizer
      第23回 日本蛋白質科学会年会 ワークショップ
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Molecular mechanisms underlying light-induced resetting of the circadian clock in the green alga Chlamydomonas2023

    • Author(s)
      松尾拓哉
    • Organizer
      The 33rd International Conference on Arabidopsis Research
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 緑藻から探る非転写概日振動体2023

    • Author(s)
      松尾拓哉
    • Organizer
      第61回日本生物物理学会年会 シンポジウム 「時間タンパク質学」
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      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 緑藻を用いた概日時計振動機構の研究2023

    • Author(s)
      松尾拓哉
    • Organizer
      第17回クラミドモナス研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 緑の藻から探る 体内時計コアメカニズム2023

    • Author(s)
      松尾拓哉
    • Organizer
      第8回理学部セミナー(北里大学)
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      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 除核カサノリが24時間をカウントする分子機構2023

    • Author(s)
      松尾拓哉
    • Organizer
      学術変革領域B「時間タンパク質学」領域会議2023
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      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 脊椎動物の骨格筋ミオシン重鎖遺伝子クラスターの発現と運動器官の進化2023

    • Author(s)
      加藤優斗,宮坂拓実,金子大輝,福井彰雅,松尾拓哉,伊藤道彦,田村啓
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] シマリスの冬眠に伴う低温誘導 RNA 結合タンパク質 Rbm3 遺伝子の発現増加機構の解析2023

    • Author(s)
      坂部寧々、米山美羽、田村啓、伊藤道彦、松尾拓哉、塚本大輔
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 植物の概日時計とリン酸リレー系の機能的関係について2023

    • Author(s)
      青木摂之、松尾拓哉、山篠貴史、杉田護、崔鶴宇、地宗克洋、羅嘉傑、菅沼裕紀奈、田内和久ラザルス
    • Organizer
      日本植物学会第87回大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 哺乳類の性決定遺伝子Sryの分子進化: 真獣哺乳類祖先?現存種2023

    • Author(s)
      奥山 ほのか、稲積 しおり、荻田 悠作、井口 竣友、回渕 修治、林 舜、須田 皓介、田村 啓、塚本 大輔、松尾 拓哉、伊藤 道彦
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 転写因子DMRT1の転写活性化領域における分子進化2023

    • Author(s)
      石川直樹、藤谷和子、岡野則仁、林舜、須田皓介、奥山ほのか、坂部寧々、稲積しおり、塚本大輔、田村啓、松尾拓哉、伊藤道彦
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 異種交配におけるサブゲノム非対称的トランスポゾン発現の脱抑制:piRNAおよび片親ゲノム排除との連関性の検討2023

    • Author(s)
      須田皓介、三浦郁夫、田村啓、塚本大輔、奥山ほのか、松尾拓哉、伊藤道彦
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Circadian-period variation underlies the local adaptation of photoperiodism2023

    • Author(s)
      Tomoaki Muranaka, Shogo Ito, Hiroshi Kudoh, Tokitaka Oyama
    • Organizer
      Taiwan-Japan Plant Biology 2023
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Circadian-period variation underlies the local adaptation of photoperiodism2023

    • Author(s)
      Tomoaki Muranaka, Ito Sogo, Hiroshi Kudoh, Tokitaka Oyama
    • Organizer
      The 33rd International Conference on Arabidopsis Research
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 湛水時期の異なる水田における アオウキクサの開花フェノロジー2023

    • Author(s)
      村中智明
    • Organizer
      第71回 日本生態学会大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 鹿児島のアオウキクサは3タイプの開花フェノロジーを示す2023

    • Author(s)
      村中智明
    • Organizer
      第55回種生物学シンポジウム
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 低価格タイムラプスカメラとYOLOX によるイネ開花時刻の推定2023

    • Author(s)
      村中智明,横山寛,松浦萌華,田浦悟,一谷勝之,神田英司
    • Organizer
      日本植物学会第87回大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 巨大単細胞藻類カサノリのプロテオーム解析に向けたトランスクリプトームデータの整備2023

    • Author(s)
      村中智明, 今井康平, 松尾拓哉
    • Organizer
      第23回蛋白質科学会年会
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      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Circadian rhythms in a cell: cell-autonomous and non-cell-autonomous2023

    • Author(s)
      Tomoaki Muranaka, Tokitaka Oyama
    • Organizer
      第61回日本生物物理学会年会
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      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] カサノリの概日時計研究の再興へ向けて2022

    • Author(s)
      松尾拓哉
    • Organizer
      学術変革領域B「時間タンパク質学」キックオフシンポジウム
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      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Forward genetic screen reveals a potential EARLY FLOWERING 3 homolog in Chlamydomonas is involved in the light signaling pathways for the degradation of RHYTHM OF CHLOROPLAST 152022

    • Author(s)
      Malavika Gururaj, Ayumi Ohmura, Mariko Ozawa, Takashi Yamano, Hideya Fukuzawa, Takuya Matsuo
    • Organizer
      第15回クラミドモナス研究会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Acetabularia ryukyuensisにおける遅延蛍光の概日リズム測定系の確立2022

    • Author(s)
      今井康平、Cheng Jen-Yin、松尾拓哉
    • Organizer
      第5回名古屋リズム研究会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 3つの日長条件における短日性ウキクサの日周トランスクリプトーム2022

    • Author(s)
      村中智明
    • Organizer
      第63回植物生理学会年会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] クラミドモナスの多段階リン酸リレー系関連遺伝子と概日時計の機能的関係ー進化的観点からー2021

    • Author(s)
      中井 皐太、松尾 拓哉、片山 琉太、中野 侑希、渡邉 智基、山本 祐莉、青木 摂之
    • Organizer
      第4回名古屋生物リズム研究会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] A forward genetic screen for genes involved in light resetting of the Chlamydomonas circadian clock2021

    • Author(s)
      Malavika Gururaj, Ayumi Ohmura, Mariko Ozawa, Takuya Matsuo
    • Organizer
      19th International Conference on the Cell & Molecular Biology of Chlamydomonas
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 哺乳類時計から緑藻時計へ2021

    • Author(s)
      松尾拓哉
    • Organizer
      第2回時間タンパク質学領域会議
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      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] カサノリにおける遅延蛍光の概日リズム測定系の確立2021

    • Author(s)
      今井康平、松尾拓哉
    • Organizer
      第 28 回日本時間生物学会学術大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 局所適応におけるクロノタイプ効果:短日性アオウキクサの限界日長多様化からの検証2021

    • Author(s)
      村中智明, 伊藤照悟, 工藤洋, 小山時隆
    • Organizer
      第28回 日本時間生物学会学術大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 概日リズム研究遍歴 ウキクサ・ハクサンハタザオ・KaiC2021

    • Author(s)
      村中智明
    • Organizer
      第2回時間タンパク質学領域会議
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      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 時計タンパク質同定を目指したトランスクリプトーム解析2021

    • Author(s)
      村中智明
    • Organizer
      学術変革領域B「時間タンパク質学」キックオフシンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2021-10-22   Modified: 2024-12-25  

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