光シグナリングの時空間特性を規定する2種類のG蛋白質と脂質修飾

• Project/Area Number: 20054005
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 深田 吉孝 The University of Tokyo, 大学院・理学系研究科, 教授 (80165258)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥5,200,000); Fiscal Year 2009: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000); Fiscal Year 2008: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
• Keywords: G蛋白質 / 光受容体 / 視覚 / 概日時計 / 脂質修飾 / 松果体 / 桿体 / 網膜

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。
Gtγ-C71stopノックインマウスの視細胞の解析:網膜桿体視細胞のG蛋白質トランスデューシンγサブユニット(Gtγ)の脂質修飾の役割を調べるため、ファルネシル化Cys残基を特異的に欠失した「非修飾型Gtγ」を発現する組換えマウス(C71stopマウス)の解析を、前年度に引き続き行った。桿体に存在するフォスデューシンのCa^<++>依存的なリン酸化状態、ならびに、桿体の光応答記録におけるCa^<++>依存性の成分を調べた結果、C71stop桿体は細胞内Ca^<++>濃度が暗中でも低く、明順応に近い状態であることがわかった。そこで、吸引電極法を用いてC71stop桿体の暗電流を経時測定したところ、野生型桿体に比べ、暗ノイズ量が有意に増大していた。このことから、C71stop桿体は暗中でも構成的に活性化していることが示唆された。Gtγのファルネシル化は光シグナル増幅のみならず、暗ノイズの低減においても重要な役割を果たすと考えられる。
概日光受容タンパク質であるメラノプシンとGタンパク質との相互作用解析:ニワトリ松果体細胞における概日時計の光位相シフト経路にはGq/11型のG蛋白質が関与する。ニワトリ松果体に発現するメラノプシンのG蛋白質活性化能を調べるため、組換えタンパク質を用いた再構成実験を行った。その結果、メラノプシンがGqを光依存的に活性化したのに対し、松果体のもう一つの光受容タンパク質ピノプシンはGqをほとんど活性化しなかった。メラノプシンはニワトリ松果体において概日時計の光位相シフトを担うことが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] DYRK1A and GSK-3β : A dual kinase mechanism directing proteasomal degradation of CRY2 for circadian timekeeping (2010)
  • Author(s): Nobuhiro Kurabayashi
  • Journal Title: Mol.Cell.Biol. 30 Pages: 1757-1768
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transcriptional repressor TIEG1 regulates Bmal1 gene through GC box and controls circadian clockwork (2010)
  • Author(s): Tsuyoshi Hirota
  • Journal Title: Genes Cell s 15 Pages: 111-121
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Roles of CLOCK phosphorylation in suppression of E-box-dependent transcription (2009)
  • Author(s): Hikari Yoshitane
  • Journal Title: Mol.Cell.Biol. 29 Pages: 3675-3686
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preferential inhibition of BMAL2 : CLOCK activity by PER2 reemphasizes its negative role and a positive role of BMAL2 in the circadian transcription (2009)
  • Author(s): Momoko Sasaki
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 284 Pages: 25149-25159
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CIPC-dependent phosphorylation of CLOCK and NPAS2 in circadian clockwork (2009)
  • Author(s): Hikari Yoshitane
  • Journal Title: Sleep Biol.Rhythms 7 Pages: 226-234
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Probing pineal-specific gene expression with transgenic zebrafish (2008)
  • Author(s): Daisuke Kojima
  • Journal Title: Photochem. Photobiol 84 Pages: 1011-1015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Interacting targets of the farnesyl of transducin γ-subunit (2008)
  • Author(s): Maiko Katadae
  • Journal Title: Biochemistry 47 Pages: 8424-8433
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Activation of TGF-β/activin signalling resets the circadian clock through rapid induction of Decl transcripts (2008)
  • Author(s): Naohiro Kon
  • Journal Title: Nature Cell Biol 10 Pages: 1463-1469
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Time-of-day-dependent enhancement of adult neurogenesis in the hippocampus (2008)
  • Author(s): So-ichi Tamai
  • Journal Title: PLoS One 3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Macrophage inhibitory cytokine MIC-1 is upregulated by short-wavelength lightin cultured normal human dermal fibroblasts (2008)
  • Author(s): Masashi Akiyariia
  • Journal Title: FEBS Lett 583 Pages: 933-937
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ゼブラフィッシュの体色変化を制御する光センサーの探索 (2010)
  • Author(s): 小島大輔
  • Organizer: 分子研研究会
  • Place of Presentation: 分子科学研究所
  • Year and Date: 2010-03-24
• [Presentation] Mutational analysis of in vivo phosphorylation sites of CLOCK protein (2009)
  • Author(s): Ngoc-Hien Du
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2009-12-12
• [Presentation] ゼブラフィシュ桿体と錐体の光応答特性におけるGRK1とGRK7の役割の分子生理学的解析 (2009)
  • Author(s): 白木知也
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2009-12-12
• [Presentation] TGF-β/activin signaling regulates circadian clock through bHLH transcription factor DEC1 (2009)
  • Author(s): 金尚宏
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2009-12-11
• [Presentation] Circadian timekeeping mechanism with temporally regulated protein phosphorylation (2009)
  • Author(s): 深田吉孝
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2009-12-11
• [Presentation] 培養細胞におけるSCOPノックダウンを用いた時計発振機構へのアプローチ (2009)
  • Author(s): 小林大起
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2009-12-09
• [Presentation] Ser38/Ser42 phosphorylation of CLOCK critical for its DNA-binding and suppression of E -box-dependent transcription (2009)
  • Author(s): 吉種光
  • Organizer: 第6回アジア睡眠学会 日本睡眠学会第34回定期学術集会 第16回日本時間生物学会学術大会合同大会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場
  • Year and Date: 2009-10-27
• [Presentation] C末端領域のリン酸化によるマウスCRY2タンパク質の分解制御 (2009)
  • Author(s): 倉林伸博
  • Organizer: 第6回アジア睡眠学会 日本睡眠学会第34回定期学術集会 第16回日本時間生物学会学術大会合同大会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場
  • Year and Date: 2009-10-27
• [Presentation] マウスCRY2におけるC末端領域リン酸化の生理的役割 (2009)
  • Author(s): 平野有沙
  • Organizer: 第6回アジア睡眠学会 日本睡眠学会第34回定期学術集会 第16回日本時間生物学会学術大会合同大会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場
  • Year and Date: 2009-10-27
• [Presentation] Multiple mechanisms for resetting of the cellular clock (2009)
  • Author(s): 深田吉孝
  • Organizer: 第6回アジア睡眠学会 日本睡眠学会第34回定期学術集会 第16回日本時間生物学会学術大会合同大会
  • Place of Presentation: 大阪市中央公会堂
  • Year and Date: 2009-10-25
• [Presentation] 末梢時計の位相制御:Per遺伝子の誘導を伴わない機構 (2009)
  • Author(s): 深田吉孝
  • Organizer: 第34回日本比較内分泌学会大会 日本比較生理生化学会第31回大会 合同大会
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター
  • Year and Date: 2009-10-24
• [Presentation] Rhythmic phosphorylation of CLOCK and BMAL1 at different phases of circadian clock (2009)
  • Author(s): 吉種光
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
  • Year and Date: 2009-10-24
• [Presentation] Degradation mechanism of CRY2 dependent on its circadian-regulated phosphorylation in mammals (2009)
  • Author(s): 倉林伸博
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
  • Year and Date: 2009-10-23
• [Presentation] 視細胞の欠損を誘導できる遺伝子組換えゼブラフィッシュの体色変化 (2009)
  • Author(s): 小島大輔
  • Organizer: 第34回日本比較内分泌学会大会 日本比較生理生化学会第31回大会 合同大会
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター
  • Year and Date: 2009-10-23
• [Presentation] ニワトリ松果体で光誘導される遺伝子群の同定とその生理的役割の解析 (2009)
  • Author(s): 飯塚倫子
  • Organizer: 第34回日本比較内分泌学会大会 日本比較生理生化学会第31回大会 合同大会
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター
  • Year and Date: 2009-10-23
• [Presentation] 視細胞をコンディショナルに欠損する遺伝子組換えゼブラフィッシュの体色変化 (2009)
  • Author(s): 松本翔
  • Organizer: 日本動物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 静岡コンベンションアーツセンター グランシップ
  • Year and Date: 2009-09-19
• [Presentation] ゼブラフィッシュ桿体の光応答特性を調節するオプシンキナーゼGRK (2009)
  • Author(s): 白木知也
  • Organizer: 日本動物学会第80回大会
  • Place of Presentation: 静岡コンベンションアーツセンター グランシップ
  • Year and Date: 2009-09-19
• [Presentation] 視細胞の光シグナリングにおけるG蛋白質の特徴的な構造の重要性 (2009)
  • Author(s): 小島大輔
  • Organizer: 第13回視覚科学フォーラム研究会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学
  • Year and Date: 2009-09-03
• [Presentation] CLOCK phosphorylation plays an active role in the suppression phase of E -box-dependent transcription (2009)
  • Author(s): 深田吉孝
  • Organizer: 生物リズムに関する国際シンポジウム
  • Place of Presentation: 札幌京王プラザホテル
  • Year and Date: 2009-08-03
• [Presentation] Close inspection of real-time bioluminescence rhythms revealed a new resetting mechanism of the fibroblast clock (2009)
  • Author(s): 深田吉孝
  • Organizer: 第36回国際生理学会世界大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
  • Year and Date: 2009-08-01
• [Presentation] 生体リズムを制御する分子時計と同調機構 (2009)
  • Author(s): 深田吉孝
  • Organizer: 第21回日本アレルギー学会春季臨床大会
  • Place of Presentation: 長良川国際会議場
  • Year and Date: 2009-06-04
• [Presentation] 光刺激に対してニワトリ松果体が示す生理応答の解析 (2009)
  • Author(s): 飯塚倫子
  • Organizer: 日本動物学会関東支部第61回大会
  • Place of Presentation: さいたま(埼玉大学)
  • Year and Date: 2009-03-20
• [Presentation] マウス視交叉上核におけるSCOPタンパク質量の光制御とその役割 (2008)
  • Author(s): 清水貴美子
  • Organizer: BMB2008(第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸(神戸ポートアイランド)
  • Year and Date: 2008-12-12
• [Presentation] CLOCK phosphorylation plays a key role for the suppression of its transactivation in circadian clockwork (2008)
  • Author(s): Hikari Yoshitane
  • Organizer: BMB2008(第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸(神戸ポートアイランド)
  • Year and Date: 2008-12-12
• [Presentation] 細胞外pHのアルカリ性化はDec1遺伝子の誘導を介して概日時計の位相をリセットする (2008)
  • Author(s): 金尚宏
  • Organizer: BMB2008(第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸(神戸ポートアイランド)
  • Year and Date: 2008-12-12
• [Presentation] Purification of recombinant chicken melanopsin retaining blue light sensitivity (2008)
  • Author(s): 鳥居雅樹
  • Organizer: BMB2008(第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸(神戸ポートアイランド)
  • Year and Date: 2008-12-10
• [Presentation] TGF-β/activinシグナルによるDec1依存型の新規時計リセット機構 (2008)
  • Author(s): 金尚宏
  • Organizer: 第15回日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 岡山大学創立50周年記念館
  • Year and Date: 2008-11-09
• [Presentation] E-boxを介した転写抑制において重要な役割を果たすCLOCKの過リン酸化 (2008)
  • Author(s): 吉種光
  • Organizer: 第15回日本時問生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 岡山大学創立50周年記念館
  • Year and Date: 2008-11-09
• [Presentation] 概日時計が長期記憶形成を制御する神経システムへの分子的アプローチ (2008)
  • Author(s): 小林洋大
  • Organizer: 第15回日本時間生物学会学術大会岡山
  • Place of Presentation: 岡山大学創立50周年記念館
  • Year and Date: 2008-11-08
• [Presentation] マウスCRY2のSer557リン酸化を担うタンパク質キナーゼの探索 (2008)
  • Author(s): 倉林伸博
  • Organizer: 第15回日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 岡山大学創立50周年記念館
  • Year and Date: 2008-11-08
• [Presentation] マウスCRY2におけるC末端領域のリン酸化が概日リズム形成に果す役割 (2008)
  • Author(s): 平野有沙
  • Organizer: 第15回日本時間生物学会学術大会
  • Place of Presentation: 岡山大学創立50周年記念館
  • Year and Date: 2008-11-08
• [Presentation] ファルネシル欠失型G蛋白質γサブユニットを発現する網膜視細胞の光応答解析 (2008)
  • Author(s): 小島大輔
  • Organizer: 東京大学生命科学研究ネットワークシンポジウム2008
  • Place of Presentation: 東京(東京大学工学部2号館)
  • Year and Date: 2008-09-23
• [Presentation] 視細胞をコンディショナルに欠損する遺伝子組換えゼブラフィッシュ (2008)
  • Author(s): 小島大輔
  • Organizer: 日本動物学会第79回大会
  • Place of Presentation: 福岡(福岡大学七隈キャンパス)
  • Year and Date: 2008-09-06
• [Presentation] 錐体オプシンキナーゼGRK7を異所的に発現させたゼブラフィッシュ桿体の光応答 (2008)
  • Author(s): 白木知也
  • Organizer: 日本動物学会第79回大会
  • Place of Presentation: 福岡(福岡大学七隈キャンパス)
  • Year and Date: 2008-09-06
• [Presentation] ニワトリ松果体におけるコレステロール合成系酵素群の遺伝子発現解析 (2008)
  • Author(s): 飯塚倫子
  • Organizer: 日本比較生理生化学会第30回大会
  • Place of Presentation: 札幌(北海道大学理学部5号館)
  • Year and Date: 2008-07-19
• [Presentation] PIPE-dependent pineral gene expression with transgenic Zebrafish (2008)
  • Author(s): Daisuke Kojima
  • Organizer: 8th International Meeting on Zebrafish Development and Genetics
  • Place of Presentation: Madison (University of Wisconsin Madison Camnus)
  • Year and Date: 2008-06-27
• [Presentation] サーカディアンリズムを司る分子時計とその光位相制御 (2008)
  • Author(s): 深田吉孝
  • Organizer: 第3回岐阜小児アレルギー・喘息研究会
  • Place of Presentation: 岐阜(岐阜都ホテル)
  • Year and Date: 2008-05-29
• [Presentation] Molecular and in vivo functional studies om sequential phosphorylation of mCRY2 (2008)
  • Author(s): Nobuhiro Kurabayashi
  • Organizer: 11th Meeting Society for Research on Biological Rhythms
  • Place of Presentation: Florida (Sandestin Golf and Beach Resort)
  • Year and Date: 2008-05-18
• [Book] 比較生理生化学27巻、『ゼブラフィッシュの飼育』 (2010)
  • Author(s): 小島大輔
  • Publisher: 比較生理生化学会
• [Book] 『動物の多様な生き方』第1巻「見える光、見えない光」第2章3, 時を刻む体内時計 (2009)
  • Author(s): 鳥居雅樹
  • Publisher: 共立出版
• [Book] 生体の科学、Vol.59、No.6、特集『mTORをめぐるシグナルタンパク』LKB1と神経細胞移動 (2009)
  • Author(s): 深田吉孝
  • Publisher: 医学書院
• [Book] 『動物の多様な生き方』第1巻「見える光、見えない光」第3章1, 光による体色のコントロール (2009)
  • Author(s): 小島大輔
  • Publisher: 共立出版
• [Remarks]
  • URL: http://www.biochem.s.u-tokyo.ac.jp/fukada-lab/
• [Remarks]
  • URL: http://www.biochem.s.u-toko.ac.jp/fukada-lab/