2018 Fiscal Year Research-status Report
The mechanism of temperature compensation in circadian clocks
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18K14749
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
伊藤 太一 九州大学, 基幹教育院, 助教 (20769765)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 概日リズム / 温度補償性 / ショウジョウバエ / 時計遺伝子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
概日リズムには環境温度に関わらず周期が約24時間で安定に保たれる「温度補償性」が備わっている。本研究ではすでにショウジョウバエにおいて時計遺伝子PERに対する翻訳制御因子の欠損系統が概日リズム温度補償性に異常を示すことを発見している。
初年度は予定していた通り、温度補償性異常系統を用いた免疫組織染色による時計遺伝子PERの定量をおこなった。温度補償性異常系統とそのコントロール系統を用いて18度と28度でのPERタンパク質の発現量を各時計細胞で調べたところ、PER発現量のみならず発現位相に明確な差が見られた。PERタンパク質は時刻により細胞質の中にある場合と核の中にある場合があり、この変化が時刻情報を生み出す要因の一つと考えられている。そのため、細胞質と核の中に存在するPERタンパク質の割合を各時刻で調べたところ、温度補償性異常系統を28度においた時のみPERは細胞質に長く止まっていることが明らかとなった。18度の時は温度補償性異常系統とコントロール系統に明確な差が見られなかったことから、18度と28度では質的に異なるPERの制御メカニズムが内在している可能性が示唆される。
次にPERタンパク質の翻訳速度が温度補償性を制御する要因であるかどうかの証明のため、PERタンパク質を構成するアミノ酸は同じであるが、塩基配列のみを変化させた遺伝子組み換え系統を入手し、18度と28度での概日リズムの測定をおこなった。系統間にやや差は見られるものの、PERコドンを変化させた系統では温度補償性に異常が見受けられた。これらの結果は実際にPERが温度補償性と何からの関係性があることを明確に示唆するものとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
予定していた温度補償性異常系統を用いた免疫組織染色による時計遺伝子PERの定量が終了した。また、PERのコドンを変化させた系統の入手もでき、そのリズムの測定も終了した。これらの結果から実際にPERの量が温度補償性と何からの関係性があることが明確に示唆できたため、本課題は予定よりも前倒しで大幅に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
温度変化によるPER翻訳制御機構の具体的な分子メカニズムの解明を目指す。具体的には、培養細胞を用いたアッセイ系により温度変化によるPERの翻訳因子とPERのmRNAの結合能力の変化や、PER翻訳速度の変化を調べる予定である。
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