2007 Fiscal Year Annual Research Report
脳時計ニューロンにおける光シグナリングと概日リズム制御の分子解析
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19107002
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
深田 吉孝 The University of Tokyo, 大学院・理学系研究科, 教授 (80165258)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小島 大輔 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教 (60376530)
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| Keywords | 脳・神経 / 視覚 / 網膜 / 翻訳後修飾 / シグナル伝達 / サーカディアンリズム / 松果体 / 位相シフト |
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| Research Abstract |
交付申請書に記載の研究実施計画に沿って研究を遂行し、以下の成果を得た。
1)2種類の光受容ニューロン(松果体細胞と網膜視細胞)の特異性を規定する遺伝子ネットワークを明らかにするため、これらの細胞を選択的にGFPでラベルした遺伝子組換ゼブラフィッシュを用い、松果体細胞に特異的な発現遺伝子のプロファイリングを行った。その結果、転写因子をコードする2種類の新規遺伝子を同定し、その一つが松果体を含む脳領域に限局して発現することを見出した。
2)本研究分野における未解決の重要課題である「時計の位相制御メカニズム」に迫るため、光以外の刺激(非光刺激)による位相シフトを解析した。個体レベルでの解析に向け、マウスの行動をリアルタイムで測定し記録する行動記録システムを設計・構築した。一方、この非光位相シフトの分子メカニズムを哺乳類培養細胞を用いて解析する過程で、時計細胞の培地のpHがリズムの周期と減衰に大きな影響を与えることを見出し、さらに培地のpH変化が細胞時計の位相をリセットすることを見出した。
3)視細胞の光環境への順応機構を解明するためにG蛋白質に焦点を絞って解析を進めた。従来の私共の研究から、G蛋白質トランスデューシン(Gt)γサブユニットのファルネシル化は視細胞の順応に寄与することが示唆されている。そこでファルネシル基の分子間相互作用に注目し、ファルネシルの光親和性アナログPOGを用いた光親和標識実験を行った。その結果、GtαとGtβに加え、光シグナリングの状態に正確に対応して光受容体と膜脂質(PEとPS)がファルネシルと相互作用することを見出した。一方、視細胞の順応には光受容体キナーゼGRKが関与する。GRK遺伝子の組換え動物を用いた機能解析を次年度以降に行うための準備として、ゼブラフィッシュの視覚行動を定量的に測定するシステムを設計・構築した。
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Research Products
(36 results)
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[Journal Article]2008
Author(s)
深田吉孝(分担執筆)
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Journal Title
図説 分子病態学 改訂4版の「視覚異常症」の項を分担執筆(中外医学社)
Pages: 354-359
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[Journal Article]2007
Author(s)
深田吉孝(分担執筆)
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Journal Title
21世紀の動物科学シリーズ:第9巻『動物の感覚とリズム』の「序章:感覚系と生物時計の対比と連関」の項を分担執筆(培風館)
Pages: 1-5
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[Journal Article]2007
Author(s)
岡野俊行(分担執筆)
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Journal Title
21世紀の動物科学シリーズ:第9巻『動物の感覚とリズム』の「第6章:概日リズムの分子機構」の項を分担執筆(培風館)
Pages: 126-147
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[Journal Article]2007
Author(s)
深田吉孝(分担執筆)
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Journal Title
Clinical Neuroscience, Vol. 25, No. 10, 特集『中枢時計と末梢時計:時計遺伝子研究の最前線』の「概日時計機構の最前線. 」の項を分担執筆(中外医学社)
Pages: 1090-1093
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[Journal Article]2007
Author(s)
深田吉孝(分担執筆)
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Journal Title
血管医学、Vol. 8, 特集『循環器系のサーカディアン調節』の「体内時計の分子メカニズム」の項を分担執筆(メディカルレビュー社)
Pages: 341-348
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