2020 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of mechanism underlying synchronization of cellular clocks, an essential process for establishment of circadian clock
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18KT0068
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| Research Institution | Komatsu University |
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Principal Investigator |
平山 順 公立小松大学, 保健医療学部, 教授 (90510363)
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| Project Period (FY) |
2018-07-18 – 2021-03-31
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| Keywords | 体内時計 / 光 / 細胞時計 / ゼブラフィッシュ / 行動 / 代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
体内時計は、睡眠や代謝といった多様な生理機能に観察される約24時間の周期変動を作り出す、地球上のほぼすべての生物に存在する生体の恒常性維持機構である。この破綻は、睡眠障害、代謝異常、および癌を含む様々な疾病を引き起こす。体内時計は、生物の組織を構成する個々の細胞に存在する日周性を持つ転写機構（細胞時計）により制御される。正常な体内時計の制御には、1）細胞時計が組織内で互いに同じ時刻に同調し組織レベルの時計（中枢時計と末梢時計）を形成すること、および2）各組織レベルの時計の時刻（位相）の関係が適切に維持されることが必須である。本研究は、ヒトと共通の体内時計を有するゼブラフィッシュなどの小型魚類を実験モデル動物として用いて、細胞時計が生体組織内または組織間でで互いに同調する機構を解明することを目的に行った。先ず、遺伝子改変ゼブラフィッシュこれまでに生化学的な解析から同定してきた細胞時計のを光刺激に依存的に同調させる複数の候補分子（zPER2、zCRY1a、zCRY2a）を全て破壊した遺伝子改変ゼブラフィッシュを作出した。この遺伝子改変個体の行動や代謝の解析と化合物を用いた解析から、zPER2 zCRY1a、zCRY2aが細胞時計を光依存的に同調させ、行動リズムといった個体レベルの体内時計を形成させることを報告した。また、これらの同調分子による細胞時計の同調を介在するシグナル経路を同定した。さらに、時計同調分子、zPER2とzCRY1a、が転写調節するホルモンがエネルギー代謝と骨代謝の制御を担うことを見出した。
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