2020 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanistic study on circadian clock system regulated by heme/CO crosstalk
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20H02871
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
北岸 宏亮 同志社大学, 理工学部, 教授 (60448090)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣田 毅 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特任准教授 (50372412)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 概日リズム / 一酸化炭素 / ヘム / ガス状シグナル伝達物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，細胞内概日リズム制御におけるヘムおよび一酸化炭素の関与について，解明を目標としている。初年度では，細胞内にて代謝分解されるが一酸化炭素を発生しないメチル化ヘム誘導体の合成および細胞内一酸化炭素を送達する化合物の合成に着手し，それぞれ達成した。さらに細胞内において選択的に一酸化炭素を捕捉する化合物hemoCDを利用して，細胞内一酸化炭素の濃度を定量するアッセイを構築した。このアッセイを用いることで，生体内一酸化炭素の臓器分布を測定することに成功した。臓器内COの定量については，過去にガスクロマトグラフィーを用いた計測が確立されているが，我々が精査した結果，ガスクロマトグラフィーよりもhemoCDアッセイの方がより多くのCOを検出できることが明らかになった。さらに外部から吸入したCOの体内分布についても計測した。その結果，組織内に分布したCOは徐々に血液に移行してヘモグロビンに結合し，最終的に肺から排出される経路が存在することがわかった。すなわちヘモグロビンには組織内COの蓄積を緩和するはたらきがあることが，我々のhemoCDアッセイによるCO動態解析により明らかとなった。hemoCDを用いたCO定量アッセイについては特許の出願を行った。さらに上記成果を論文としてまとめて，Nature系オープンアクセス誌Communicatins Biologyに公表した。この成果についてはプレスリリースを行い，広く報道された。
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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
本プロジェクトの最終目標は，ヘムとCOがクロストークする概日リズム制御機構の解明であるが，初年度においてその実験に必要な化合物の合成が完了した。さらに関連する技術において特許出願および論文公表を達成することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
分担者の廣田氏との共同体制を強固にして，ヘムとCOが関与する細胞内概日リズム制御機構の解明に本格的に取り組む。
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