Elucidation of Light-Induced Entrain Mechanism of Circadian Rhythms with the Approach of Systems Biology

• Project/Area Number: 19300103
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Bioinformatics/Life informatics
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: MATSUNO Hiroshi Yamaguchi University, 大学院・理工学研究科, 教授 (10181744)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): INOUYE Shin-ichi 山口大学, 時間学研究所, 教授 (10274151)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2008: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2007: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: システム生物学 / シミュレーション / 概日リズム / 光同調 / 遺伝子ネットワーク / ハイブリッド関数ペトリネット / 時計遺伝子 / ペトリネット

Research Abstract

光同調は光誘導されるPer遺伝子の増加でもたらされるが、この増加が一定のモデルと主観的昼に増加しない時刻依存的モデルについてシミュレーションを行い、後者のモデルが光同調により適していることを示した。応用例として時差症候群を取り扱い、移動先の日周環境への同調に至るまでの光による位相変化が遺伝子レベルで説明できることを示した。さらに新しく時計遺伝子としての役割が確認されたRor遺伝子の働きをモデルに組み込み、振動の頑健さ維持に必要なRor遺伝子産物が関わる分子作用の存在について未発見の知見を得た。

Research Products

• [Journal Article] Simulation analysis for the effect of light-dark circadian rhythms (2008)
  • Author(s): N. Mitou, Y. Ikegami, H. Matsuno, S. Miyano, S. T. Inouye
  • Journal Title: Genome Informatics Vol.20 Pages: 212-223
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Simulation Analysis for the effect of light-dark cycle on phase entrainment in circadian rhythms (2008)
  • Author(s): N. Mitou
  • Journal Title: Genome Informatics 20 Pages: 212-223
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] リカレントニューラルネットワークによる細胞内反応経路の脆弱・頑健部位の推定手法 (2008)
  • Author(s): 北風裕教
  • Journal Title: 電子情報通信学会論文誌D分冊 J91-D Pages: 2404-2417
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Verification of Bmal and Clock gene functions in circadian rhythms by simulation (2008)
  • Author(s): A.Matsui, N.Mitou, H.Matsuno, S.T.Inouye, S.Miyano
  • Organizer: 20th International Conference on Genome Informatics, poster abstract
  • Place of Presentation: Goldcoast, Australia(No.65, 2008)
  • Year and Date: 2008-12-01
• [Presentation] シミュレーションによるCLOCK/BMALタンパク質複合体の役割の検証 (2008)
  • Author(s): 松井明生、三藤なつ美、松野浩嗣、井上愼一
  • Organizer: 時間生物学
  • Place of Presentation: 岡山市(Vol.14, No.2, ポスター番号P029)
  • Year and Date: 2008-11-08
• [Presentation] 哺乳類生物時計における遺伝子調節のペトリネットモデル (2008)
  • Author(s): 宮本賢志、松野浩嗣、井上愼一
  • Organizer: 時間生物学
  • Place of Presentation: 岡山市(Vol.14, No.2, 口頭発表抄録番号O-19)
  • Year and Date: 2008-11-08
• [Presentation] 哺乳類生物時計における遺伝子転写調節のペトリネットモデル (2008)
  • Author(s): 宮本賢志
  • Organizer: 日本時間生物学会第15回学術大会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2008-11-08
• [Presentation] シミュレーションによる時計遺伝子Bmal, Clock の役割の検証 (2008)
  • Author(s): 松井明生, 三藤なつ美, 松野浩嗣, 井上愼一
  • Organizer: 平成20年度電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集
  • Place of Presentation: 鳥取市(pp.236-237)
  • Year and Date: 2008-10-25
• [Presentation] 哺乳類生物時計における遺伝子転写調節のペトリネットモデル (2008)
  • Author(s): 宮本賢志, 松野浩嗣, 井上愼一
  • Organizer: 平成20年度電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集
  • Place of Presentation: 鳥取市(pp.238-239)
  • Year and Date: 2008-10-25
• [Presentation] シミュレーションによる時計遺伝子Bmal, Clockの役割の検証 (2008)
  • Author(s): 松井明生
  • Organizer: 平成20年度電気・情報関連学会中国支部連合大会
  • Place of Presentation: 鳥取大学
  • Year and Date: 2008-10-25
• [Presentation] 哺乳類生物時計における遺伝子転写調節のペトリネットモデル (2008)
  • Author(s): 宮本賢志
  • Organizer: 平成20年度電気・情報関辿学会中国支部連合大会
  • Place of Presentation: 鳥取大学
  • Year and Date: 2008-10-25
• [Presentation] マウス時計遺伝子機構の光同調シミュレーション (2007)
  • Author(s): 池上雄人、松野浩嗣、 井上愼一
  • Organizer: 第14回日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 東京(1-C-004)
  • Year and Date: 2007-11-07
• [Presentation] システム生物学的アプローチによるマウス概日リズムの遺伝子発現位相パターンの理解 (2007)
  • Author(s): 松井明生、松野浩嗣、井上愼一
  • Organizer: 第14回日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 東京(1-C-007)
  • Year and Date: 2007-11-07
• [Presentation] シミュレーションによるマウス時計遺伝子フィードバックループの相補的働きの検証 (2007)
  • Author(s): 三藤なつ美, 松野浩嗣, 井上愼一
  • Organizer: 第14回日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 東京(1-C-034)
  • Year and Date: 2007-11-07
• [Presentation] マウス時計遺伝子機構の光同調シミュレーション (2007)
  • Author(s): 池上 雄人
  • Organizer: 第14回日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-11-07
• [Presentation] システム生物的アプローチによるマウス概日リズムの遺伝子発現位相パターンの理解 (2007)
  • Author(s): 松井 明生
  • Organizer: 第14回日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-11-07
• [Presentation] シミュレーションによるマウス時計遺伝子フィードバックループの相補的働きの検証 (2007)
  • Author(s): 三藤 なつ美
  • Organizer: 第14回日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2007-11-07
• [Presentation] マウス時計遺伝子機構の光同調シミュレーション (2007)
  • Author(s): 池上雄人, 松野浩嗣, 井上愼一
  • Organizer: 平成19年度電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集
  • Place of Presentation: 広島市(119-120)
  • Year and Date: 2007-10-20
• [Presentation] シミュレーションに基づく哺乳類生物時計の振動位相決定遺伝子に関する一考察 (2007)
  • Author(s): 松井明生, 松野浩嗣, 井上愼一
  • Organizer: 平成19年度電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集
  • Place of Presentation: 広島市(123-124)
  • Year and Date: 2007-10-20
• [Presentation] シミュレーションによるマウス時計遺伝子フィードバックループの相補的働きの検証 (2007)
  • Author(s): 三藤なつ美, 松野浩嗣, 井上愼一
  • Organizer: 平成19年度電気・情報関連学会中国支部連合大会講演論文集
  • Place of Presentation: 広島市(125-126)
  • Year and Date: 2007-10-20
• [Book] Fundation of Systems Biology (2009)
  • Author(s): M.Nagasaki, A.Saito, A.Doi, H.Matsuno, S.Miyano
  • Publisher: (Springer)
• [Book] システム生物学がわかる! (2007)
  • Author(s): 土井淳、長崎正朗、斉藤あゆむ、松野浩嗣、宮野悟
  • Publisher: 共立出版
• [Book] システム生物学がわかる! (2007)
  • Author(s): 土井 淳
  • Publisher: 共立出版