| Project/Area Number |
22K19147
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
Kon Naohiro 名古屋大学, 生命農学研究科(WPI), 特任講師 (80822931)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 概日時計 / Ca2+シグナル / 温度補償性 / CaMKII / 進化的保存性 / Ca2+シグナリング |
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| Outline of Research at the Start |
概日時計の研究は1990年代から爆発的に進み、動物や植物においては転写ループモデルが定着した。一方、シアノバクテリアにおいてはリン酸化時計が中心であることが解明された。しかし10年ほど前から、全ての生物種で共通する振動体の存在を示唆するデータが相次ぎ、研究者の間で議論が起こっている。
申請者はこれまでの研究により、種を超えて機能する時計因子としてNCXを見出した (Science Advances, 2021)。本研究では、概日性のCa2+シグナルを担う新規分子を同定し、その役割が生物種で共通して機能するかを検証する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Many circadian rhythms in animals are generated by transcriptional loops. However, circadian rhythms have been reported in animal cells in which the transcriptional loop does not function, and understanding of the mechanism remains chaotic. The applicant's previous research led him to believe that circadian Ca2+ oscillations are ancestral oscillators that are superior to transcriptional loops. In this study, we demonstrated that clear circadian Ca2+ rhythms exist even in non-excitable cells such as fibroblasts and cancer cells. In addition, pharmacological screening using 600 types of ion channel inhibitors revealed that K+ ion control factors are important for the generation of circadian Ca2+ rhythms.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
体内時計が生み出す約24時間の生物リズムは、動物では睡眠や代謝、免疫などの様々な生理機能に観察される。そのため、体内時計を自由に操ることができれば、動物の生産性や疾患の治療といった生命科学の技術イノベーションに直結する。これまでの研究から申請者は、細胞内Ca2+シグナルは、動物、植物、細菌において共通して機能する祖先的な時計因子であることを見出し、細胞内Ca2+振動、すなわちカルシウムクロックが体内時計の本質であるとの考えに至った。本研究では、非興奮性の細胞においても、明瞭な概日性Ca2+リズムが存在することを明らかとなり、概日Ca2+振動の役割に関して普遍的な役割が明らかとなった。
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