視交叉上核由来細胞を用いた概日リズム形成ネットワークの同定とシミュレーション

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20016030
• Research Institution: Mitsubishi Kagaku Institute of Life Sciences
• Principal Investigator: 程 肇 Mitsubishi Kagaku Institute of Life Sciences, 研究部門, 主任研究員 (00242115)
• Keywords: 概日リズム / 視交叉上核 / 時計遺伝子 / シミュレーション

Research Abstract

SCN由来細胞内mRNAレベルが示す振動性及び動的反応性をトランスクリプトーム解析により包括的に解析した。明期性の振動を示す二つのクラスターに含まれる遺伝子のプロモータ構造にはCRE及びE boxが高い頻度で存在した。この結果は明期性の振動の維持と迅速な位相シフトにはこの二つのシスエレメントが機能していることを示す。さらに、リズムのロバストネスに寄与する新たな暗期性の転写フィードバックループを予測した。実際このループに含まれる2つの遺伝子の変異体を用いた行動解析を行ったところ、行動リズム異常という表現型が得られた。次に位相後退時に特異的に誘導される遺伝子群の中でSNARE複合体に含まれる一因子を支配するSnap25に着目した。この遺伝子の変異体について調べたところ、細胞の振動体間同調異常に起因すると考えられる行動リズムの異常を示した。
今後は哺乳類概日時計中枢細胞におけるリズムのロバストネスに寄与する新たな暗期性の転写フィードバックループと、細胞間同調に関する経路を含む概日転写リズム形成のネットワークをそれぞれモデル化する予定である。現在このモデルに含まれる、それぞれの細胞内パラメータ(mRNA、タンパク質濃度、それぞれの合成及び分解速度)を測定して用いた詳細なシミュレーションを計画している。さらに、予測された概日リズム形成の中心的役割を担う遺伝子の機能欠損型変異体を作製準備する。そして、これらの変異体について、電気生理学的解析や行動などの生理学的解析を行い、細胞レベル及び個体レベルでの遺伝子機能を解明する。

Research Products

• [Journal Article] Ontogeny of circadian organization in the rat. (2009)
  • Author(s): Yamazaki S, Yoshikawa T, Biscoe EW, Numano R, Gallaspy LM, Soulsby S, Papadimas E, Pezuk P, Doyle SE, Tei H, Sakaki Y, Block GD, Menaker M.
  • Journal Title: J Biol Rhythms. 24 Pages: 55-63
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genetic and Molecular Analysis of Wild-Derived Arrhythmic Mice. (2009)
  • Author(s): Watanabe T., Suzuki T., Ishikawa A., Yokota Y., Ueda HR., Yamada RG., Tei H., Imai S., Tomida S., Kobayashi J., Naito E., Yasuo S., Nakao N., Namikawa T., Yoshimura T., Ebihara S
  • Journal Title: PLoS ONE 4 Pages: E4301-4306
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reorganization of the suprachiasmatic nucleus coding for day length. (2008)
  • Author(s): Naito E., Watanabe T., Tei, H., Yoshimura T., Ebihara, S.
  • Journal Title: J. Biol. Rhythms. 23 Pages: 140-149
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Circadian mPerl gene expression in mesencephalic trigeminal nucleus cultures. (2008)
  • Author(s): Hiler, DJ., Bhattacherjee, A., Yamazaki, S., Tei, H, Geusz, ME.
  • Journal Title: Brain Res. 1214 Pages: 84-93
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Maternal feeding controls fetal biological clock. (2008)
  • Author(s): Ohta, H., Xu, S., Moriya, T., Iigo, M., Watanabe, T., Nakahata, N., Chisaka, H., Hanita, T., Matsuda, T., Ohura, T., Kimura, Y, Yaegashi, N., Tsuchiya, S., Tei, H., Okamura, K.
  • Journal Title: PLoS ONE 3 Pages: e2601-2606
  • Peer Reviewed