2004 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) |
本間 さと 北海道大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (20142713)
安倍 博 北海道大学, 大学院・医学研究科, 講師 (80201896)
白川 哲夫 北海道大学, 病院・助教授 (00187527)
大江谷 克裕 独立行政法人, 産業技術総合研究所・セルエンジニアリング研究部門, 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
1)Per1の転写を抑制するDec2の転写活性はBMAL1/CLOCKによって亢進し、PER1/CRY、Dec1、Dec2によって抑制されることを示した。また、視交叉上核におけるDec1とDec2発現分布が異なることを示し、分子振動ループの要素は細胞により異なることを示唆した。マウス肝臓における遺伝子発現リズムをDNAアレーにより網羅的に測定し、分子タイムテーブルを作成した。
2)マウスおよびラット視交叉上核組織培養系を用いて、TTXによりニューロン電気活動を完全に抑制した条件下で、Per1およびBMAL1の発現リズムを生物発光レポーターおよびin situ hybridization法を用いて測定し、電気活動リズムが消失しても持続することを示した。
2.システムとしての視交叉上核振動系
1)デキサメサゾンによるラット線維芽細胞時計遺伝子発現リズムを生物発光レポーターにより解析し、概日リズムの消失は個々の細胞におけるリズム振動が脱同調した結果である可能性を示した。
2)ラット視交叉上核におけるDec1,Dec2,Per1の発現トポロジーをin situ hybridization法を用いて解析し、概日リズムと光照射により遺伝子発現部位には差はあるが、脱同調は確認されなかった。
3.視交叉上核振動系と末梢振動系
1)ヒスタミン合成酵素欠損マウス(HKOマウス)は野生型に比較し行動量が有意に低下しており、また行動リズムのフリーラン周期も有意に延長していた。一方、視交叉上核のPer1、Per2、Bmal1発現リズムには有意差を認めなかったが、大脳皮質など他の脳部位では時計遺伝子の発現に差を認め、ヒスタミンが末梢振動系から中枢振動系のフィードバックに関与している可能性を示唆した。
2)発光波長の異なる3種類のルシフェラーゼcDNAをそれぞれPer1,Bmal1,ROREのプロモーター下流に挿入し、NIH3T3細胞に導入して3種類の異なる遺伝子発現を同時に測定する系を確立し、RORαがBmal1とPer1の転写を同時に双方向性に制御していることを明らかにした。
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