• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Circadian program for KaiC circadian oscillator: physiological and biochemical approaches to coupling of two ATPases in KaiC

Research Project

Project/Area Number 17H01427
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Biophysics
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Kondo Takao  名古屋大学, 理学研究科, 名誉教授 (10124223)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥42,900,000 (Direct Cost: ¥33,000,000、Indirect Cost: ¥9,900,000)
Fiscal Year 2019: ¥11,570,000 (Direct Cost: ¥8,900,000、Indirect Cost: ¥2,670,000)
Fiscal Year 2018: ¥14,560,000 (Direct Cost: ¥11,200,000、Indirect Cost: ¥3,360,000)
Fiscal Year 2017: ¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000)
KeywordsCircadian clock / KaiC / ATPase / pacemaker / harmonic oscillator / circadian clock / cyanobacteria / シアノバクテリア / KaiCタンパク質 / 概日時計 / ATPase活性制御 / 機械式概日時計モデル / 時間生物学 / 構造生物化学 / 温度補償性
Outline of Final Research Achievements

By endogenous circadian clock mechanisms, living organisms on Earth can measure 24 h of a day to enhance fitness on the day/night alternating environment. Gene expression of clock genes has been assumed as the time measuring process. However, three Kai proteins of cyanobacteria can precisely measure 24 h in the test tube. This study aimed to elucidate the time measuring mechanism in KaiC protein. We confirmed that KaiC generate a tension in KaiC structure by negative feedback of energy released from hydrolysis of very tiny portion of ATP. Our data on the ATPase activity of KaiC support our hypothesis that protein clock is designed in a similar fashion of mechanical clock.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

この研究は基礎研究であり、直接イノベーションに結びつくものではないが、これまでの概念をくつがえし、生物の細胞内の時間測定が人類が開発してきた振り子式機械式時計と同様の原理で行われてきたことを明らかにした。生命は人類のはるか以前にタンパク質内に振り子による時間測定とゼンマイによる駆動方法を組み込んだようである。これは生命の不思議がタンパク質で実現可能なことを示したもので、大きな驚きであるとともに生物学のあらたな展開を期待させるものである。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 6 results) Book (1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Development and optimization of expression, purification and ATPase assay of KaiC for medium throughput screening of circadian clock mutants in cyanobacteria2019

    • Author(s)
      Ouyang D, Furuike Y, Mukaiyama A, Ito-Miwa K, Kondo T and Akiyama S
    • Journal Title

      Int. J. Mol. Sci.

      Volume: 20 Issue: 11 Pages: 2789-2789

    • DOI

      10.3390/ijms20112789

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] シアノバクテリアの概日時計タンパク質KaiC が1 日を計る仕組み2018

    • Author(s)
      伊藤(三輪)久美子
    • Journal Title

      時間生物学

      Volume: 24 Pages: 23-29

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 生物時計の仕組み ー概日時計の基本デザイン2019

    • Author(s)
      近藤孝男
    • Organizer
      東大医学部薬理学特別講義(招待講演)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 生命の1日を計るタンパク質のしくみ2019

    • Author(s)
      近藤孝男
    • Organizer
      ダイセル イノベーションパーク(招待講演)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 機械時計から体内時計と睡眠を考えるー生物時計の研究から見えてきた機械時計2019

    • Author(s)
      近藤孝男
    • Organizer
      日本睡眠学会市民公開講座(招待講演)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 生物時計の仕組み ー概日時計の基本デザイン2019

    • Author(s)
      近藤孝男
    • Organizer
      NHK文化センター名古屋[ひとの大学2019」(招待講演)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 時計タンパク質KaiCの特定部位のアミノ酸の大きさが周期を決める2019

    • Author(s)
      伊藤久美子、近藤孝男
    • Organizer
      26回日本時間生物学会学術大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] KaiCタンパク質に潜む概日時計:C1-ATPaseの調和振動が周期とその安定性を決めるペースメーカーである2019

    • Author(s)
      伊藤(三輪)久美子、村中智明、近藤孝男
    • Organizer
      第60回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] KaiCタンパク質に潜む概日時計:2つのATPaseのルースカップリングが安定な振動を維持する2019

    • Author(s)
      伊藤(三輪)久美子、村中智明、近藤孝男
    • Organizer
      第60回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] KaiCの二つのATPase活性を基盤としたシアノバクテリアの時計メカニズム2018

    • Author(s)
      伊藤久美子、近藤孝男
    • Organizer
      第25回日本時間生物学会学術大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] シアノバクテリアの時計タンパク質KaiCの分子内フィードバックとドメイン間カップリングによるリズム発振機構2017

    • Author(s)
      三輪久美子,近藤孝男
    • Organizer
      第81回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Design of circadian clock of cyanobacteria by dual ATPases in KaiC2017

    • Author(s)
      Takao Kondo
    • Organizer
      The 55th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan.
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] シアノバクテリアの時計タンパク質KaiCのドメイン間カップリングによるリズム発振機構2017

    • Author(s)
      三輪久美子,近藤孝男
    • Organizer
      第24回日本時間生物学会学術大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 生命に宿る振り子時計2017

    • Author(s)
      近藤孝男
    • Organizer
      第26回 国際土岐コンファレンス市民学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] 発光イメージング実験ガイド 発光イメージング実験ガイド:発光によるシアノバクテリアのコロニースク リーニング 高精度なデータを得るための秘訣2019

    • Author(s)
      伊藤(三輪)久美子、近藤孝男
    • Total Pages
      9
    • Publisher
      羊土社
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] Kondo Lab. Biochronometry Group

    • URL

      http://clock.bio.nagoya-u.ac.jp

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] Kondo Lab. Biochronometry Group

    • URL

      http://clock.bio.nagoya-u.ac.jp

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] Biochronometry Group

    • URL

      http://clock.bio.nagoya-u.ac.jp

    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi