概日時計中枢(視交叉上核)と末梢組織の相互作用による概日リズム形成機構の解析

Research Project

Project/Area Number	12053220
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Biological Sciences
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	程肇東京大学, 医科学研究所, 助手 (00242115)
Project Period (FY)	2000
Project Status	Completed (Fiscal Year 2000)
Budget Amount *help	¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000) Fiscal Year 2000: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Keywords	Period1 / 時計遺伝子 / 視交叉上核
Research Abstract	生物には概日リズムとよばれる、行動や生化学的活動を支配する24時間に近い周期を持つ活動リズムが見い出される。我々の単離した哺乳類の時計遺伝子Per1の転写翻訳産物量は、概日時計中枢である視交叉上核(SCN)で明暗及び恒暗条件下、明期で高く暗期に低い自律的な日周変動を示した。また、幾つかの末梢組織においてもその発現は約6-12時間遅れた位相で振動した。これらの結果は、Per1の発現量の経時変化を、中枢と末梢組織それぞれの計時情報の指標として用い得ることを示す。そこで、Per1::luc融合遺伝子のトランスジェニック動物を作製した。得られたPer1::lucトランスジェニック動物のSCNスライス培養系では、luciferase活性が約1ヶ月間行動リズムと同じ約24時間の周期で発現振動した。また、いくつかの末梢組織(肝臓や筋肉)の培養系でもluciferase発現日周リズムは2-6周期保たれた。そこで、SCNと末梢組織の相互作用を調べるために、まず明暗条件飼育下Per1::lucトランスジェニックマウスの光サイクル位相を6時間前進または後退させた。すると、SCNのluciferase発現リズムは早くも1日後に新しい光サイクル条件に同調することができた。しかし、末梢組織でのluciferase発現リズム及び行動リズムは、位相同調の完了に約3-6日間を要した。即ち、SCNと末梢組織の概日時計振動は、光同調過程において通常とは異なり脱同調し、いわゆる時差ぼけとはSCNと末梢組織での概日リズムの脱同調であることが判明した。さらに、給餌を齧歯類の休息期である明期に制限することより、やはりSCNと末梢組織の概日リズムが脱同調されることを見出した。