| Project/Area Number |
22K19319
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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 44:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
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| Research Institution | National Institutes of Natural Sciences |
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Principal Investigator |
Enoki Ryosuke 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(機構直轄研究施設), 生命創成探究センター, 准教授 (00528341)
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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: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 概日リズム / 視交叉上核 / カルシウム / 光イメージング / オルガネラ / 概日時計 / イメージング / 核 / 細胞質 / 細胞核 / ミトコンドリア |
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| Outline of Research at the Start |
哺乳類には約24時間のリズムを刻む概日時計が備わっており、その中枢は視床下部にある視交叉上核に局在する。これまでに私は、視交叉上核の神経回路における時空間的に協調した概日Ca2+リズムを発見し、その作動機序を探究してきた。予期しなかったことに、視交叉上核の細胞質で見られる概日Ca2+リズムは、典型的な神経細胞とは全く異なるCa2+動態を示した。さらには時計遺伝子の欠損細胞においても概日Ca2+リズムが観察されたことから、概日Ca2+リズムは中心的な概日振動体である可能性がある。本研究では光計測技術を駆使して細胞局所Ca2+を行い、概日Ca2+リズムの源流を突き止める。
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| Outline of Final Research Achievements |
The center of the mammalian circadian clock is located in the suprachiasmatic nucleus in the hypothalamus of the brain. I have previously identified spatiotemporally coordinated circadian Ca2+ rhythms in the neuronal circuits of the suprachiasmatic nucleus and investigated their underlying mechanisms. In this study, I performed organellar Ca2+ imaging using a high-resolution time-lapse imaging system and observed robust circadian Ca2+ rhythms in the nucleus that were in phase with cytosolic Ca2+ rhythms and had the identical spatial patterns in network. Drug application experiments revealed that the nuclear Ca2+ rhythm is mainly contributed by influx from outside the cell, probably through the nuclear membrane pore that allows Ca2+ entry into the nucleus.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
概日時計のリズム発振メカニズムを解明する上で、細胞内オルガネラレベルのリズム制御という新たな視点を与えるものであり、学術的に重要な結果である。また、高解像の超長期イメージング計測という、顕微鏡観察技術としても未開拓の領域を開くものであり、今後の更なる発展が期待できる。さらには、現代社会では概日リズムが乱れる事による心身の不調が問題になっており、概日時計のリズム発振の基本原理を解明することは、社会的にも意義があるものである。
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