| Project/Area Number |
21K18231
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
YOSHITANE Hikari 公益財団法人東京都医学総合研究所, 基礎医科学研究分野, 副参事研究員 (70569920)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松尾 拓哉 北里大学, 遺伝子実験施設, 講師 (00452201)
篠原 雄太 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 特任講師 (10755193)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥26,000,000 (Direct Cost: ¥20,000,000、Indirect Cost: ¥6,000,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
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| Keywords | 概日時計 / circadian rhythm / 生化学 / 質量分析 / 翻訳後修飾 / リン酸化 / カサノリ / クラミドモナス / 概日リズム |
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| Outline of Research at the Start |
概日時計の自律振動メカニズムとして時計遺伝子の転写・翻訳を介したフィードバック制御の重要性が提唱されてきた。しかし、これらは真の時計振動体からの機能出力リズム、つまり「時計の針」にすぎないのではないだろうか。本挑戦的開拓研究では、分子間相互作用・翻訳後修飾・酵素活性・立体構造変化などのタンパク質ダイナミクスが真核生物においても時計振動子（時計のクオーツ）として機能する、という予備的知見に基づき、クオーツの実体の同定と自律振動原理の理解を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
The transcriptional and translational feedback loop (TTFL) involving clock genes has long been proposed as a central mechanism underlying circadian oscillations. However, it remains possible that such rhythms merely represent functional outputs or the "hands of the clock" rather than the pacemaker itself. In this Challenging Research (Pioneering) project, we aimed to explore the core "quartz" oscillator of the circadian clock and to elucidate its autonomous oscillatory principles. Based on preliminary findings, we hypothesized that protein dynamics, including molecular interactions, post-translational modifications, enzymatic activities, and structural conformational changes, could function as a bona fide circadian pacemaker even in eukaryotes.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
様々な生命活動がリズミックに規則的に繰り返されている。睡眠・活動リズムに代表される概日時計もまた、24時間をカウントする仕組みとして有名だが、時計遺伝子が、または翻訳産物である時計タンパク質が、どのようにして24時間をカウントしているのか、その仕組みは未だに議論の余地がある。概日リズムの破綻は、高血圧や発癌、糖尿病など様々な疾病リスクとリンクしており、その基盤となる概日時計の「真の自律振動メカニズム」に迫る本研究は極めて重要な研究課題である。
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