遺伝子導入動物から迫る概日時計の新規構成分子

• Project/Area Number: 15687002
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Animal physiology/Animal behavior
• Research Institution: Waseda University (2005); The University of Tokyo (2003-2004)
• Principal Investigator: 岡野 俊行 早稲田大学, 理工学術院, 助教授 (40272471)
• Project Period (FY): 2003 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥27,300,000 (Direct Cost: ¥21,000,000、Indirect Cost: ¥6,300,000); Fiscal Year 2005: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000); Fiscal Year 2004: ¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000); Fiscal Year 2003: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
• Keywords: 光受容 / 光生物 / 細胞情報 / 概日時計 / 動物生理 / ニワトリ / ゼブラフィッシュ / サーカディアンリズム / トランスジェニック / メラトニン / 遺伝子クローニング / 生物時計 / チューブリン / リン酸化 / 松果体

Research Abstract

交付申請書に記載の研究実施計画に沿って研究を遂行し、下記の成果を得た。
研究代表者らはこれまでに、概日時計の位相が前進する際にニワトリ松果体においてmRNAが誘導される新規分子を同定した。この分子をLCGと命名し、全長cDNAのクローニング・特異的抗体の作成ならびに強制発現系における細胞内局在の解析等を行ったところ、LCGは中心体のマーカーであるγチューブリンと共局在することが分かった。そこで次に、LCGが松果体においてγチューブリンと相互作用する可能性を免疫沈降法を用いて検討した。その結果、LCGとγチューブリンの結合が確認された。これらの結果から、LCGは時刻シグナルにしたがい中心体の活性を制御している分子である可能性が示唆された。
LCGの解析と並行し、新しい光同調経路の発見を目指し、新規光受容分子を探索した。その結果、ニワトリゲノム中に、青色光受容タンパク質であるクリプトクロームの類似遺伝子が存在することを見いだした。これをcCRY4と命名し、cCRY4に関する解析を行った。その結果、cCRY4のmRNAは、網膜および松果体などの光感受性の概日時計組織に多く発現しており、培養した松果体細胞中においてmRNA量が光依存的に上昇することが判った。そこで、cCRY4を特異的に認識する抗体を作成し、タンパク質発現を調べたところ、松果体の多数の実質細胞および一部の間質細胞に存在することが判った。さらに、タンパク質発現もmRNAの発現量と同様の光依存的変動を示すことや、分画した細胞抽出液の水溶性画分中にcCRY4が検出されることがわかった。これらの結果から、cCRY4は光感受性の概日時計組織において青色光を受容する新規の光受容分子であり、ピノプシン等をはじめとする既知の光受容分子とは全く異なる光情報伝達経路に関与している可能性が強く示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Lcg is a light-inducible and clock-controlled gene expressed in the chicken pineal gland. (2006)
  • Author(s): Hatori, M., Okano, T., Nakajima Y., Doi, M., Fukada, Y.
  • Journal Title: Journal of Neurochemistry 96 Pages: 1790-1800
• [Journal Article] 体内時計の時間調節を担うタンパク質リン酸化反応 (2005)
  • Author(s): 土居雅夫, 岡野俊行
  • Journal Title: 生化学 77 Pages: 125-129
  • NAID: 10015547798
• [Journal Article] 体内時計の時間調節を担うタンパク質リン酸化反応 (2005)
  • Author(s): 土居雅夫
  • Journal Title: 生化学 77 Pages: 125-129
• [Journal Article] Negative control of circadian clock regulator E4BP4 by casein kinase Iε-mediated phosphorylation. (2004)
  • Author(s): Doi, M.
  • Journal Title: Current Biology 14 Pages: 975-980
• [Journal Article] Molecular cloning, mRNA expression and immunocytochemical localization of a putative blue-light photoreceptor CRY4 in the chicken pineal gland.
  • Author(s): Kubo, Y., Akiyama, M., Fukada, Y., Okano T.
  • Journal Title: Journal of Neurochemistry (in press)
• [Journal Article] GRK1 and GRK7 : Unique cellular distribution and widely different activities of opsin phosphorylation in the zebrafish rods and cones.
  • Author(s): Wada, Y., Sugiyama, J., Okano T., Fukada Y.
  • Journal Title: Journal of Neurochemistry (in press)
• [Publications] Toshiyuki Okano: "Chicktacking pineal clock"J.Biochem.(Tokyo). 134. 791-797 (2003)
• [Publications] 岡野俊行(分担執筆): "「時計遺伝子の分子生物学」のうち「時計遺伝子総論:脊椎動物」の項を分担執筆"シュプリンガーフェアラーク東京. 204(8) (2004)
• [Publications] 深田吉孝(分担執筆): "「図説分子病態学」改訂3版のうち「視覚異常」の項を分担執筆"中外医学社. 502(6) (2003)