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構成的アプローチによる概日振動ネットワークの解明

Research Project

Project/Area Number 18016025
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

松本 顕  Kyushu University, 高等教育開発推進センター, 助教 (40229539)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岩崎 秀雄  早稲田大学, 理工学術院 (00324393)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥8,600,000 (Direct Cost: ¥8,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥4,300,000 (Direct Cost: ¥4,300,000)
Fiscal Year 2006: ¥4,300,000 (Direct Cost: ¥4,300,000)
Keywords概日グズム / 遺伝子ネットワーク / ショウジョウバエ / シアノバクテリア / 再構成 / フィードバック / リン酸化 / サーカディアンリズム
Research Abstract

真核生物型の概日振動遺伝子ネットワークの再構成に関しては、昨年に引き続き、再構成された短周期振動に影響を与えるパラメータセットの同定を目指した。さらに、新たな周期解析方法を導入して統計的な解析も行った。培地を高栄養なものに変え、フィードバックループを始動する際にpositive因子の発現誘導を短時間にすると、12時間を越えるような長周期振動が観察された。また、positive因子とnegative因子の挙動を波長の異なるルシフェラーゼを用いて同時モニターできる系を開発し、両者の振動がほぼ同位相であることを見出した。これは理論的な予想とは反する結果であった。この他、ハイスループットな実験系の確立を目指し、96ウェルマイクロプレートリーダーの導入を行い、観察系の細胞密度が低い場合に明瞭な振動が出やすいことを見出した。細胞毎に振動の周期・位相・振幅が異なるため集団レベルで同調した観察結果が得られにくかったのだと推測している。
原核生物型の概日振動分子ネットワークの再構成に関しては、昨年度に引き続き、大腸菌へのkai遺伝子群(シアノバクテリアの時計遺伝子群)の移植実験を行った。今回はkaiAとkaiBCを独立に制御することで、さまざまな発現比での動態を追った。その結果、培養条件(細胞増殖速度)依存的にリン酸化上昇・脱リン酸化促進ダイナミクスが得られており、条件検討によってはリン酸化振動の再構成は可能であると思われるが、実現には至らなかった。一方、時刻情報を遺伝子発現に変換するSasA-RpaA系の大腸菌に移植してもKaiCによるリン酸化ジレーの変化は観察できなかった。リン酸化の一過的な変化などについては興味深い観察結果も得られたので論文にまとめた(Int.J.Bioinf.Res. Appl., 印刷中)。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 3 results)

  • [Journal Article] An attempt to reveal a role of a transcription/translation feedback loop in the cyanobacterial KaiC protein-based circadian system by using a semi-synthetic method.2008

    • Author(s)
      Tozaki, et. al.
    • Journal Title

      Int. J. Bioinf. Res. Appl 4(in press)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A functional genomics strategy reveals clockwork orange as a transcriptional regulator in the Drosophila circadian clock.2007

    • Author(s)
      Matsumoto, et. al.
    • Journal Title

      Genes & Development 21

      Pages: 1687-1700

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Induction of a group 2 sigma factor, RpoD3, by high ligth and the underlying mechanism in Synechococcus elongatusPPC 7942.2007

    • Author(s)
      Seki, et. al.
    • Journal Title

      J. Biol. Chem. 282

      Pages: 36887-36894

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Genome-wide screenings for circadian clock genes in Drosophila.2006

    • Author(s)
      Matsumoto A
    • Journal Title

      Sleep Biol. Rhythms 4

      Pages: 248-254

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] A KaiC-associating SasA-RpaA two-component regulatory system as a major circadian timing mediator in cyanobacteria.2006

    • Author(s)
      Takai N et al.
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci USA 103

      Pages: 12109-12114

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Cyanobacterial circadian pacemaker : Kai protein complex dynamics in the KaiC phosphorylation cycle in vitro.2006

    • Author(s)
      Kageyama H et al.
    • Journal Title

      Molecular Cell 21

      Pages: 161-171

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] A mathematical model for the Kai-protein-based chemical oscillator and clock gene expression rhythms in cyanobacteria.2006

    • Author(s)
      Miyoshi F et al.
    • Journal Title

      J. Biol. Rhythms 22

      Pages: 69-80

    • Related Report
      2006 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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