Parametric control of sleep, metabolism, and body clock via translation rate control
| Project Area | Parametric biology based on translation rate regulatory mechanism |
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| Project/Area Number |
20H05783
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (III)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
Doi Masao 京都大学, 薬学研究科, 教授 (20432578)
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| Project Period (FY) |
2020-10-02 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥39,780,000 (Direct Cost: ¥30,600,000、Indirect Cost: ¥9,180,000)
Fiscal Year 2022: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
Fiscal Year 2021: ¥12,870,000 (Direct Cost: ¥9,900,000、Indirect Cost: ¥2,970,000)
Fiscal Year 2020: ¥14,560,000 (Direct Cost: ¥11,200,000、Indirect Cost: ¥3,360,000)
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| Keywords | 体内時計 / 翻訳 / uORF / 体温 |
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| Outline of Research at the Start |
生物時計は、地球の自転に伴う昼夜の規則正しい環境変動に体内の代謝応答等を同調させる、生命にとって最も根源的な「時間」の仕組みである. これまでの時間生物学分野では、「昼と夜」のような、二値化されたシグナルへのリセット機構が主に解析されてきた. 一方、自然環境の変化は、連続的でゆるやかなものがほとんどである. にもかかわらず、このような連続的な変化の影響は軽視されており、その根幹となるパラメトリック制御機構は現在でも全くわかっていない. 本研究ではいまだ謎の翻訳速度調節機構がこの体内時間のパラメトリック制御の鍵を握る重要な分子プロセスであるとの仮説を立て、その検証を班員らの開発技術を用いて行う.
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| Outline of Final Research Achievements |
In order to maintain health in an environment that changes dramatically from day to night, the 37 trillion cells in the body need to synchronize their rhythmic tempo, rather than being separated from each other. It has been shown that changes in basal body temperature at the level of a few degrees Celsius contribute to the harmonization of rhythms throughout the body, but the molecular mechanism has not been clarified. In this context, we have identified a new RNA element called uORF in the 5'UTR of the clock gene Per2 and showed that it is essential for cellular clock temperature entrainment (Cell Rep 2023). The uORF-mediated translational control of Per2 was important for efficient skin wound healing and therefore can be considered to be medically important (The Science News 3/17/2023).
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
全身の体内リズムの不調和は、多くの病気の原因になることが知られている。したがって、今回の生理的体温変動への体内時計の調和を仲介するRNAエレメントの発見は、全身の細胞リズムの調和に基づいた新しい治療薬の開発の土台につながなる可能性がある。また今回の発見は、翻訳のスピード調節をつかさどるRNA配列uORFの生体における役割を動物個体レベルで明らかにした初めての例であり、その学術的および社会的重要性からJSTの海外向け科学ニュースサイト「Science Japan」においても本研究の成果が紹介された（https://sj.jst.go.jp/news/202304/）。
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Report
(4 results)
Research Products
(62 results)
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[Journal Article] A light-induced small G-protein gem limits the circadian clock phase-shift magnitude by inhibiting voltage-dependent calcium channels.2022
Author(s)
Matsuo M, Seo K, Taruno A, Mizoro Y, Yamaguchi Y, Doi M, Nakao R, Kori H, Abe T, Ohmori H, Tominaga K, Okamura H
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Journal Title
Cell Rep
Volume: 39
Issue: 8
Pages: 110844-110844
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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