2010 Fiscal Year Annual Research Report
概日リズム形成における時計タンパク質CRY2のリン酸化依存的な分解制御
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10J08444
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
平野 有沙 東京大学, 大学院・理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | 概日時計 / サーカディアンリズム / クロプトクロム / ノックインマウス / リン酸化 / 視交叉上核 / キナーゼ / プロテアソーム分解 |
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| Research Abstract |
Cryptochrome(CRY)タンパク質は、E-boxを介した時計遺伝子の転写活性化を強力に阻害することにより、概日時計の発振において中枢的な役割を果たす。マウスのCRY2タンパク質は、557番目のセリン残基(Ser557)のリン酸化に依存してプロテアソーム系を介した分解制御を受ける。私は、このSer557リン酸化の生理的意義に追るため、Ser557をAla置換した変異マウスを作製した。このS557A-CRY2ノックインマウスを用い、CRY2のSer557リン酸化が個体の行動リズムおよび分子リズムに及ぼす影響を調べた。まず、S557A-CRY2ノックインマウスの輪まわし行動リズムを連続測定し、恒暗条件下における行動リズム周期を解析したところ、変異ホモマウスは野生型マウスに比べて長周期の行動リズムを示した。主観的夜の前半または後半に30分の光パルスを与えたときの光位相シフトには、変異マウスと野生型マウスの間で違いは観察されなかった。次に、一日の様々な時刻でマウスから肝臓を単離し、ウェスタンブロッティング解析によりCRY2,PER2,CLOCK,BMAL1およびCRY1のタンパク質発現リズムを調べた。その結果、変異マウスにおいて、CRY2とその結合パートナーであるPER2のタンパク質量が増加していた。一方、肝臓における時計遺伝子の発現リズムをRT-PCR解析により調べたところ、変異マウスではCry2およびDec1遺伝子の発現量が有意に低下していた。さらに、E-hoxに制御されている時計遺伝子であるDbp・Per1、および時計の下流遺伝子であるCyp51も発現量が低下する傾向が見られた。これらの結果から、CRY2のS557A変異によるCRY2とPER2タンパク質の安定化は、E-boxに制御される遺伝子の転写を抑制し、概日リズムの長周期化をもたらすと考えられた。
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