生体時計の分子機構

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11233101
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 柴田 重信 早稲田大学, 人間科学部, 教授 (10162629)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福永 浩司 東北大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (90136721) ; 深田 吉孝 東京大学, 大学院・理科系研究科, 教授 (80165258) ; 近藤 孝男 名古屋大学, 大学院・理科学研究科, 教授 (10124223) ; 永井 克也 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (70029966) ; 本間 研一 北海道大学, 医学研究科, 教授 (40113625)
• Keywords: 時計遺伝子 / 体内時計 / サーカディアンリズム / 機能分子 / 睡眠リズム障害

Research Abstract

生体時計の分子機構の総括班会議を行った。本年度は特定領域研究の最終年度に相当するので、それぞれの班の研究代表者による4年間の研究成果の発表を行い、それに対する質疑応答を行った。本間班ではフィードバックループの形成に重要であるDec1,Dec2遺伝子を同定し、これがPer遺伝子に対する転写抑制作用が強いことを明らかにし、その成果はNatureに掲載された。また、clock変異体マウスを用いた研究から、視交叉上核内細胞間のカップリングが発振に垂要であることを明らかにした。柴田班では毎日一定時刻に餌の提示を行うことにより、末梢時計がリセットされることを世界に先駆けて発表した。グルコースの一過性の上昇が必要である可能性については深田班の研究で明らかにされた。深田班は体内時計の発振、リセット機構にMAPキナーゼのリン酸化が関与していることを、ヒヨコの松果体やマウスの視交叉上核、さらに培養細胞系で明らかにしてきた。福永班では、時計のリセット機構にCaMKII,IVがかかわっていることを明らかにした。また、共同研究の滝口らのグルーブが肝臓でプラスミノーゲン遺伝子発現に独自のリズム機構が働いていることを明確にした。海老沢班ではヒトのサーカディアンリズム障害と時計遺伝子多型について調べた。Per3遺伝子の変異と、睡眠リズム位相後退や非24時間リズム障害との連鎖が報告された。また、Per2蛋白のリン酸化にかかわっているカゼインカイネース1イプシロンの変異と、睡眠リズム疾患との関連性も述べられた。近藤班ではシアノバクテリアを用いた時計の分子機構が精力的に進められ、特にkaiA,B,C遺伝子産物のリン酸化や、多量体形成機構についての研究が進んでいた。評価委員の井上、永井各氏は研究成果の内容等に高い評価を下した。また、班員間の共同研究も十分行われているという評価を得た。

Research Products

• [Publications] Iwasaki H, Nishiwaki T, Kitayama Y, Nakajima M, Kondo T.: "KaiA-stimulated KaiC phosphorylation in circadian timing loops in cyanobacteria"Proc Natl Acad Sci U S A. Nov 26;99(24). 15788-15793 (2002)
• [Publications] Kasahara T, Okano T, Haga T, Fukada Y.: "Opsin-G11-mediated signaling pathway for photic entrainment of the chicken pineal circadian clock"J Neurosci.. Sep 1;22(17). 7321-7325 (2002)
• [Publications] Fukunaga K, Horikawa K, Shibata S, Takeuchi Y, Miyamoto E.: "Ca2MK II -dependent long-term potentiation in the rat suprachiasmatic nucleus and its inhibition by melatonin"J Neurosci Res.. Dec 15;70(6). 799-807 (2002)
• [Publications] Iwase T, Ebisawa T, Kamei Y, Kim K, lnoue Y, Yamada N: "Mutation screening of the human Clock gene in circadian rhythm Sleep disorders"Psychiatry Res.. Mar 15;109(2). 121-128 (2002)
• [Publications] Honma S.Kawamoto T, Takagi Y, Sato F, Kato Y, Honma K.: "Dec1 and Dec2 are regulators of the mammalian moleculare cloock"Nature. Oct 24;419(6909). 841-844 (2002)
• [Publications] Aida R., Moriya T, Araki M, Wada K, Wada E, Shibata S: "GRP mediates photic entrainable signals to the dorsal subsets of the SCN via Induction of Period gene in mice"Mol. Pharmacol.. Jan;61(1). 26-34 (2002)