Analysis of the novel intracellular signaling pathways for sleep/wake regulation

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K15339
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 48020:Physiology-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: Kitazono Tomohiro 筑波大学, 国際統合睡眠医科学研究機構, 特別研究員(PD) (40826517)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 睡眠 / キナーゼ / シグナル伝達 / GTPase / シナプス可塑性

Outline of Final Research Achievements

In this study, I explored what intracellular signaling pathways are constituted by SIK3, a novel sleep regulatory molecule recently discovered in our laboratory. First, as for the upstream pathway of SIK3, the results of sleep recording using knockout mice revealed that serine threonine kinase LKB1 functions as an upstream regulator directly above SIK3. As for the downstream pathway of SIK3, substrate screening and biochemical experiments revealed that the small G protein RhoA is involved in sleep-wake regulation downstream of SIK3.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

睡眠は私たちの健康の基盤である。しかし、睡眠の制御機構については、「なぜ、私たちは眠らなければならないのか？」といった基本的なことすら分かっていない。睡眠は脳によって制御されており、これに関与する神経回路については近年明らかになってきている。しかし、その神経回路を構成する神経細胞の、さらにその内部で神経細胞の活動を制御する分子機構については今に至るまでほとんど全く分かっていない。本研究はその分子機構の一端を明らかにしたものである。特に本研究の成果は、シナプス可塑性という睡眠の制御において重要と考えられている機構が、実際に睡眠と分子的にどのように連関しているかの手がかりを示したものである。