2017 Fiscal Year Annual Research Report
Temperature response signaling in the mouse circadian clock
Publicly Offered Research
| Project Area | Integrative understanding of biological phenomena with temperature as a key theme |
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| Project/Area Number |
16H01380
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
深田 吉孝 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (80165258)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 概日リズム / 時計遺伝子 / 転写リズム / 翻訳後修飾 / 温度応答 / ASKキナーゼ / 温度補償性 / 細胞時計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多くの生物の生理機能は概日時計の制御により約24時間周期のリズム性を示し、地球のダイナミックな環境変化に適応している。概日時計は約24時間リズムを刻む頑強な計時システムであると同時に、光や温度などの環境変化に応答して位相同調する柔軟性を備えている。さらに興味深いことに、概日時計の位相は温度サイクルに同調する一方、振動の周期は様々な環境温度においてほぼ一定に保たれる温度補償性が知られている。これは変温動物に限らず、体の中心部から末梢に温度グラジエントをもつ恒温動物にとっても生理的に重要な仕組みである。酵素反応を含め化学反応の速度は一般的に温度に依存するが、化学反応を分子基盤とする概日時計の周期が温度補償される分子的な仕組みは重要課題として残されている。本研究課題では初年度に、培養した細胞・組織のリズムが24時間周期の微弱な温度サイクルに同調することを確認し、さらに様々な温度で細胞リズムの周期がほとんど変化しない温度補償性を検証する実験系を構築した。さらに、環境温度に応答してその活性が敏感に変化するリン酸化キナーゼとしてMAPKカスケードの上流に位置するASK1, ASK2, ASK3 (ASKs)に注目し、ASKsが時計振動の周期と位相を決定する重要因子であることを突き止めた。これらの知見に上に立ち本年度は、時計振動の温度同調と温度補償性におけるASKの役割に迫る実験を開始した。また数多くの時計遺伝子のノックアウトマウスから胎児繊維芽細胞を単離し、その細胞時計の周期の温度依存性を解析した。その結果、特定の時計遺伝子の欠損により温度補償性が大きく損なわれることはなく、特定の時計遺伝子のみが温度補償性を担う可能性は低いと考えられた。一方、時計タンパク質の活性や翻訳後制御を担う因子の阻害剤を網羅的に探索した結果、温度補償性にかなり強い影響を与える阻害剤が存在することを突き止めた。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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