概日時計中枢である視交叉上核と末梢組織の概日リズム同調機構の解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15029212
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 程 肇 東京大学, 医科学研究所, 助教授 (00242115)
• Keywords: 概日リズム / 時計遺伝子 / Period1

Research Abstract

生物には概日リズムとよばれる、行動や生化学的活動を支配する24時間に近い周期を持つ活動リズムが見出される。我々の単離した哺乳類の時計遺伝子Per1の転写翻訳産物量は、マウスSCNで明暗及び恒暗条件下、明期で高く暗期に低い自律的な一日周変動を示した。また、幾つかの末梢組織。(網膜、肝臓、腎臓、筋肉)においてもその発現は約6-12時間遅れた位相で振動した。これらの結果は、Per1の発現量の経時変化を、中枢と末梢組織それぞれの計時情報の指標として用い得ることを示す。そこで、Per1の発現を細胞レベルでモニターするためにPer1::luc融合遺伝子を作製した。この融合遺伝子を用いて作製したPer1::lucトランスジェニック動物のSCNスライス培養系では、luciferase活性が約1ヶ月間行動リズムと同じ約24時間の周期で発現振動し、このプロモータがPer1の発現制御に必要十分な領域を有していることが明らかとなった。そこで、まず末梢組織の概日時計振動機構を調べるために、転写制御に必要なPer1プロモータ配列内のいくつかの領域を変異させたPer1::luc遺伝子を、安定に導入したNIH3T3細胞を樹立した。このプロモータ変異体導入細胞を用いて概日リズム同調機構を分子レベルで解析した。フォルスコリン・デキサメタゾン、及びフォルボールエステルで誘導できるPer1の発現概日振動には、プロモータ上に存在する5つのE box配列が必須であった。一方、フォルスコリンとフォルボールエステルでのPer1の一過的発現誘導には、プロモータ上に存在する4つのCre配列のうち、第3のCreだけが必要であったが、デキサメタゾンによる誘導には他のCre配列も機能していた。

Research Products

• [Publications] Herzog ED, Aton SJ, Numano R, Sakaki Y, Tei H.: "Related Articles, Links Abstract Temporal precision in the mammalian circadian system: a reliable clock from less reliable neurons."J Biol Rhythms.. 19. 35-46 (2004)
• [Publications] Kojima, S., Hirose, M., Tokunaga, K., Sakaki, Y., Tei, H.: "Structural and functional analysis of 3'-untranslated region of mouse Period 1 mRNA"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 301. 1-7 (2003)