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概日時計を介した適応戦略の解析:UV耐性とエネルギー代謝のトレードオフ仮説

Research Project

Project/Area Number 18J15016
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Plant molecular biology/Plant physiology
Research InstitutionWaseda University
Research Fellow 川崎 洸司  早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords概日リズム / シアノバクテリア / 紫外線耐性 / グリコーゲン代謝 / 概日時計 / エネルギー代謝
Outline of Annual Research Achievements

本年度の研究では主として(1)概日時計の周期長変異体を用いた解析、(2)阻害剤を使用した代謝とUV耐性リズムを結びつける具体的な経路の評価を行った。
(1)では時計遺伝子kaiCの複数の変異体でUV耐性リズムを観察した。これらの変異体では内因性の時計の周期と一致するようにUV耐性リズムの周期も変化した。これはUV耐性リズムがUV照射やその後の光回復阻害に伴う明暗変化などの実験条件に由来する外因性の応答ではなく内因性の時計の振動によって生じていることを示している。これらの実験により、これまでの主張をより強固にすることができた。
(2)では前年度までの分子遺伝学的なアプローチより明らかとなっていたUV耐性リズムとグリコーゲン代謝の関連をより明確にすることを目指した。まず、グリコーゲン分解の概日性や、いくつかの代謝酵素の変異体におけるグリコーゲン分解活性をより詳細に解析した。グリコーゲン分解活性の低下した時刻や変異体ではUV耐性が上昇しており、グリコーゲン代謝とUV耐性の間のトレードオフの関係がより明確となった。グリコーゲン分解のどの段階がUV耐性に影響を与えているのか、そのメカニズムの詳細を明らかとするために、呼吸、ATP合成などグリコーゲン分解の各ステップを阻害するいくつかの薬剤を用いた解析を行った。その結果、脱共役剤を添加しATP合成を阻害した場合にはUV耐性の低下が見られなくなった。つまり、グリコーゲン分解の概日変動に起因するATP合成能の変動が概日UV耐性リズムと密接に関連している可能性を意味していた。このように当該年度の研究により、私たちの見出した概日UV耐性リズムの基本的な性質、またその分子メカニズムの詳細を解き明かすための手がかりを得ることができた。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(8 results)

All 2019 2018

All Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Presentation] The role of sigma factors in circadian transcriptional output networks of unicellular cyanobacteria2019

    • Author(s)
      Koji Kawasaki, Takashi Kojima, Norimune Hosokawa, Yoriko Murayama, Hideo Iwasaki
    • Organizer
      The 20th International Conference on Systems Biology
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 単細胞性シアノバクテリアの概日転写出力ネットワークにおけるシグマ因子の働き2019

    • Author(s)
      川崎洸司, 岩崎秀雄
    • Organizer
      第42回 日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] シアノバクテリアの概日時計を介した細胞分裂制御メカニズムの解析2019

    • Author(s)
      中村嘉博, 川崎洸司, 岩崎秀雄
    • Organizer
      時間生物フォーラム東京2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] シアノバクテリアにおける暗期特異的な高振幅転写パターンの解析2019

    • Author(s)
      松並由佳, 川崎洸司, 岩崎秀雄
    • Organizer
      時間生物フォーラム東京2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 概日時計を介したシアノバクテリアの細胞分裂制御メカニズムの解析2019

    • Author(s)
      中村嘉博, 川崎洸司, 岩崎秀雄
    • Organizer
      第6回 東京女子医科大学 早稲田大学研究交流セミナー
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Circadian control of UV-resistance in cyanobacteria, possibly based on a trade-off between energy production and stress response2018

    • Author(s)
      Koji Kawasaki and Hideo Iwasaki
    • Organizer
      Society for Research on Biological Rhythms
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Kaiを巡るvivo解析の温故知新2018

    • Author(s)
      岩崎秀雄, 板木大知, 川崎洸司, 河本尚大, 江蔵隼弥, 中村嘉博, 松並由佳
    • Organizer
      CyanoClock 1.0
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 紫外線耐性の概日制御:ストレス耐性とエネルギー代謝のトレードオフ仮説から考える適応戦略2018

    • Author(s)
      川崎洸司, 岩崎秀雄
    • Organizer
      CyanoClock 1.0
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2021-01-27  

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