体内時計間の脱同調は寿命に影響するか

• Project/Area Number: 19657027
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Animal physiology/Animal behavior
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 富岡 憲治 Okayama University, 大学院・自然科学研究科, 教授 (30136163)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2009: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2008: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 寿命 / 体内時計 / クリプトクロム / ショウジョウバエ / 概日リズム / 概日時計 / 時間的秩序 / 時計遺伝子 / 時計間脱同調 / 活動リズム

Research Abstract

本年度はクリプトクロム(CRY)の寿命への関与を中心に以下の結果を得た。
1. 中枢及び末梢でのクリプトクロム(CRY)発現の寿命への影響の検討
末梢のみでCRYを発現するelav-ga14>UAS-cryRNAi系統では寿命がやや延長し、その効果は恒明(LL)下で強いことがわかった。さらに、時計細胞、pdf発現細胞、さらにcry発現細胞でのみ特異的にCRY発現を抑制した、tim-ga14>UAS-cryRNAi,pdf-ga14>UAS-cryRNAiおよびcry-ga14>UAS-cryRNAiでは、いずれの場合にも寿命が延長するが、特にpdf細胞での発現抑制により著しい延長が見られることがわかった。逆に、中枢でのみCRYを発現するcry^OUTバックグラウンドのelav-ga14>UAS-cryでは、寿命が短縮することがわかった。一方、時計細胞またはCRY発現細胞でのCRYの過剰発現系統、tim-ga14>UAS-cryおよびcry-ga14>UAS-cryでは、いずれも寿命が延長したが、その効果はtimを発現する時計細胞での発現で著しいことがわかった。
2. 中枢及び末梢でのCRY発現の活動リズムへの影響
上記の各系統を用いて、明暗、恒明条件下での活動リズムを解析したところ、いずれの系統も明暗に同調し、朝夕にピークをもつ双峰性の活動リズムを示し、tim-ga14>UAS5-cryを除き恒明条件下では無周期となることがわかった。tim-ga14>UAS-cry系統ではLLで長周期のリズムを示した。従って、リズムの乱れと寿命との関係は不明確であった。
3. 過去2年間の結果とあわせ、CRYがハエの寿命制御に関わる可能性が強く示唆された。CRYの欠損は時計間の脱同調を介して寿命の短縮を導くが、リズムを制御する中枢部では発現が抑制されても寿命が延長することから、末梢部での発現が中枢の時計とは独立に寿命に関与する可能性も示唆される。

Research Products

• [Journal Article] A comparative view of insect circadian clock systems. (2010)
  • Author(s): Tomioka, Kenji
  • Journal Title: Cellular and Molecular Life Sciences (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The clock gene cryptochrome of Bactrocera cucurbitae(Diptera : Tephritidae)in strains with different mating times. (2009)
  • Author(s): Fuchikawa, Taro
  • Journal Title: Heredity (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PDF as a coupling mediator between the light-entrainable and temperature-entrainable clocks in Drosophila melanogaster. (2008)
  • Author(s): Tomioka, Kenji
  • Journal Title: Ada Biologica Hungarica 59 (Suppl. ) Pages: 149-155
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Peripheral circadian clock for the cuticle deposition rhythm in Drosophila melanogaster. (2008)
  • Author(s): Ito, Chihiro
  • Journal Title: Proceedings of National Academy of Sciences, USA 105 Pages: 8446-8451
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Behavioral dissection of the Drosophila circadian multioscillator system that regulates locomotor rhythms. (2008)
  • Author(s): Umezaki, Yujiro
  • Journal Title: Zoological Science 25 Pages: 1146-1155
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PDF as a coupling mediator between the light-entrainable and temperature-entrainable clocks in Drosophila melanogaster (2008)
  • Author(s): Tomioka, Kenji
  • Journal Title: Acta Biologica Hungarica 59(In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Induction of Drosophila behavioral and molecular circadian rhythms by temperature steps in constant light. (2007)
  • Author(s): Yoshii, Taishi
  • Journal Title: Journal of Biological Rhythms 22 Pages: 103-114
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Separate sets of cerebral clock neurons are responsible for light and temperature entrainment of Drosophila circadian locomotor rhythms. (2007)
  • Author(s): Miyasako, Yoko
  • Journal Title: Journal of Biological Rhythms 22 Pages: 115-126
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] キイロショウジョウバエ概日時計の温度サイクル同調機構 (2007)
  • Author(s): 吉井大志
  • Journal Title: 時間生物学 13 Pages: 13-19
  • Peer Reviewed
• [Presentation] キイロショウジョウバエのクチクラ形成リズムの温度同調機構 (2009)
  • Author(s): 伊藤千紘
  • Organizer: 日本時間生物学会第16回学術大会
  • Place of Presentation: 大阪市
  • Year and Date: 2009-10-27
• [Presentation] キイロシヨウジョウバエ体内時計機構の寿命への影響 (2009)
  • Author(s): 川口智明
  • Organizer: 日本時間生物学会第16回学術大会
  • Place of Presentation: 大阪市
  • Year and Date: 2009-10-27
• [Presentation] キイロショウジョウバエ概日時計機構への加齢の影響 (2009)
  • Author(s): 梅崎勇次郎
  • Organizer: 日本動物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 静岡市
  • Year and Date: 2009-09-19
• [Presentation] Analysis of synaptic outputs of PDF-expressing circadian clock neurons in the fruit fly. (2009)
  • Author(s): Umezaki, Yujiro
  • Organizer: International Symposium on Biological Rhythm, Joint Symposium on Photonic Bioimaging
  • Place of Presentation: 北海道大学
• [Presentation] Phase regulation of the Drosophila circadian system by light and temperature. (2009)
  • Author(s): Tomioka, Kenji
  • Organizer: XI. Congress of the European Biological Rhythms Society
  • Place of Presentation: Strasbourg, France
• [Presentation] キイロショウジョウバエにおける雌雄の相互作用の寿命と活動リズムへの影響 (2008)
  • Author(s): 川口知晃
  • Organizer: 第15回日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 岡山市、岡山大学
  • Year and Date: 2008-11-08
• [Presentation] キイロショウジョウバエ概日時計ニューロンのシナプス出力の解析 (2008)
  • Author(s): 梅崎勇次郎
  • Organizer: 第15回日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 岡山市、岡山大学
  • Year and Date: 2008-11-08
• [Presentation] キイロショウジョウバエのクチクラ形成リズムの温度周期への同調 (2008)
  • Author(s): 伊藤千紘
  • Organizer: 第15回日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 岡山市、岡山大学
  • Year and Date: 2008-11-08
• [Presentation] キイロショウジョウバエの活動リズムを制御する複数の体内時計の光応答性の解析 (2007)
  • Author(s): 梅崎勇次郎
  • Organizer: 第14回日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: ホテルニュー大谷、東京
  • Year and Date: 2007-11-06
• [Presentation] Analysis of photo-entrainability of circadian oscillators driving locomotor activity rhythms in Drosonhila melanogaster. (2007)
  • Author(s): Umezaki, Yujiro
  • Organizer: 国際シンポジウムComprehensive understandlng of diverse biological timing mechanis
  • Place of Presentation: 岡山国際交流センター、岡山市
  • Year and Date: 2007-11-02
• [Presentation] Analysis of the role of synaptic output in circadian pacemaker neurons in Drosophila melanogaster. (2007)
  • Author(s): Yasuyama, Kouji
  • Organizer: 国際シンポジウムComprehensive understandlng of diverse biological timing mechanism.
  • Place of Presentation: 岡山国際交流センター、岡山市
  • Year and Date: 2007-11-02
• [Presentation] ショウジョウバエ概日時計の光及び温度同調 (2007)
  • Author(s): 富岡憲治
  • Organizer: 第79回日本動物学会成茂記念動物科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 弘前大学、弘前市
  • Year and Date: 2007-09-21
• [Presentation] The circadian system of Drosophila: entrainment by light and temperature. (2007)
  • Author(s): Tomioka, Kenji
  • Organizer: The 11th Symposium of Invertebrate Neurobiology
  • Place of Presentation: Tihany, Hungary
  • Year and Date: 2007-08-26
• [Presentation] キイロショウジョウバエ概日活動リズムを制御する時計機構の階層性 (2007)
  • Author(s): 富岡憲治
  • Organizer: 日本比較生理生化学会第29回大会
  • Place of Presentation: 岡山大学、岡山市
  • Year and Date: 2007-07-07
• [Book] 虫の脳に組み込まれた時計の謎、山口恒夫監修、昆虫はスーパー脳 (2008)
  • Author(s): 富岡憲治
  • Publisher: 技術評論社
• [Book] アクトグラフ, 「時間生物学事典」石田直理雄・本間研一編 (2008)
  • Author(s): 富岡憲治
  • Publisher: 朝倉書店
• [Book] 概日時計の神経機構、「昆虫ミメティクス」、下澤楯夫、針山孝彦監修 (2008)
  • Author(s): 富岡憲治
  • Publisher: エヌ・ティー・エス
• [Book] 概日リズムの生理 七田芳則、深田吉孝編、21世紀の動物科学第9巻 動物の感覚とリズム (2007)
  • Author(s): 富岡憲治
  • Publisher: 培風館
• [Book] 虫の脳に組み込まれた時計の謎、山口恒夫監修、昆虫はスーパー脳 (2007)
  • Author(s): 富岡憲治
  • Publisher: 技術評論社
• [Remarks]
  • URL: http://www.biol.okayama-u.ac.jp/tomiokal/top.html