2003 Fiscal Year Annual Research Report
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15109004
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
本間 研一 北海道大学, 大学院・医学研究科, 教授 (40113625)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白川 哲夫 北海道大学, 医学部歯学部付属病院, 助教授 (00187527)
安倍 博 北海道大学, 大学院・医学研究科, 講師 (80201896)
本間 さと 北海道大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (20142713)
大江谷 克裕 独立行政法人産業技術総合研究所, 人間系特別研究体・細胞機能操作, グループ長 (20223951)
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| Keywords | 生物時計 / 視交叉上核 / 時計遺伝子 / 末梢振動系 / 分子振動系 / シグナルトランスダクション / 生物発光 / オートフィードバックループ |
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| Research Abstract |
1.多重ループからなる分子振動系と細胞内シグナルトランスダクション
1)時計遺伝子Per1の転写を抑制するDec1のプロモーター活性を測定し、Dec1の転写はBMAL1/CLOCKによって亢進するが、PER1/CRY、Dec1、Dec2によって抑制されることを示した。この結果、分子振動系が多重のループ構造を持つことが推測された。
2)CLOCK蛋白が変異し、恒常暗で行動リズムが消失するClock変異マウスの視交叉上核におけるDec1、Dec2の発現リズムをin situ hybridization法で解析した。その結果、遺伝子発現は大きく抑制されたが、概日リズムは残っており、ただし、位相が6時間ほど後退していた。Dec(s)の遺伝子発現にはCLOCKが重要なことが明らかにとなった。
2.システムとしての視交叉上核振動系
1)ラット視交叉上核の分散培養系と組織培養系を用いて、単一ニューロンの電気活動リズムを測定し、リズム周期が長いほど視交叉上核の統合性が失われることを明らかにした。
3.視交叉上核振動系と末梢振動系
1)視交叉上核から行動リズムなどの末梢振動系への支配が未だ確立されていない幼弱期のラット視交叉上核のPer1、Per2の発現リズムと視床下部室傍核のAVP、CRH遺伝子発現リズムをin situ hybridization法で測定した。その結果、室傍核AVP遺伝子発現リズムは生後7日で認められ、この時期に少なくとも脳レベルでは視交叉上核と抹消振動系との結合が完成していることが明らかにとなった。
2)分泌型と非分泌型の異なる2種類の生物発光酵素のcDNAをPer1、BMAL1のプロモーターに結合させたコンストラクトを作成し、遺伝子導入マウスを作成した。視交叉上核の組織培養系、細胞培養系、肝臓や網膜などの末梢組織の組織培養系において生物発光に概日リズムを認め、生物発光による時計遺伝子発現のモニター系を確立した。
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Research Products
(10 results)
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[Publications] S.Honma, et al.: "Diversity in the circadian periods of single neurons of the rat suprachiasmatic nucleus depends on nuclear structure and intrinsic period"Neurosic.Lett.. (In press). (2004)
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[Publications] H.Abe, et al.: "Circadian rhythms in behavior and clock gene expressions in the brain of mice lacking histidine decarboxylase"Mol.Brain Res.. (In press). (2004)
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[Publications] M.Butler, et al.: "Dec1 and Dec2 expression is disrupted in the suprachiasmatic nuclei of clock mutant mice"J Biol.Rhythms. (In press). (2004)
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[Publications] S.Hashimoto, et al.: "Non-photic entrainment of human rest-activity cycle independent of circadian pacemaker"Sleep Biol.Rhythms. 2. 29-36 (2004)
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[Publications] T.Kawamoto, et al.: "A novel autofeedback loop of Dec1 transcription involved in circadian rhythm"BBRC. 313. 117-124 (2004)
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[Publications] K.Honma, et al.: "Period and phase adjustments of human circadian rhythms in the real world"J Biol Rhythms. 18. 261-270 (2003)
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[Publications] S.Honma, K.Honma: "The biological clock : Ca^<2+> links the pendulum to the hands"TRENDS in Neurosciences. 26. 650-653 (2003)
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[Publications] K.Ishizaki, et al.: "Gene expression of neuropeptide Y in the nucleus of the solitary tract is activated in rats under restricted daily feeding but not under 48h food deprivation"Eur J Neurosci.. 17. 2095-2107 (2003)
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[Publications] H.Ohta, et al.: "Periodic absence of nursing mothers phase-shifts circadian rhythms of clock genes in the suprachiasmatic nucleus of rat pups"Eup J Neursosci.. 17. 1628-1634 (2003)
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[Publications] K.Honma, S.Honma: "Circadian Clock as Multi-Ocillation System"Hokkaido University Press. 244 (2003)
