哺乳類概日時計を支配する周期性細胞内シグナリングの解析

• 研究課題/領域番号: 14780584
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 神経化学・神経薬理学
• 研究機関: 東邦大学
• 研究代表者: 田丸 輝也 東邦大学, 医学部, 助手 (80291706)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2003年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2002年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
• キーワード: Circadian / protein kinase / light / SCN / clock / nuclear translocation

研究概要

哺乳類概日時計のモデル細胞である繊維芽細胞の系を用いて、申請者が発見した日周変動性キナーゼp45^<PFK>およびその標的の時計蛋白質BMAL1/CLOCKなどについて作製した抗体などを用いて時計機構における役割を解析した。その結果、Serum shock処理したNIH3T3 fibroblastにおいて概日周期依存性にBMAL1がリン酸化を受け、それに伴って、細胞質に一旦蓄積してから核に移行して標的遺伝子の発現を活性化し、さらに核内でもリン酸化を受けてから核外に移行し、Bmal1 mRNAの発現から核内で機能するまでの「Time-delay(時計の安定な振動に必須なエレメント)」を産み出すことを見出した。この一連の核細胞質間移行パターンは時計欠損細胞のCRY double K.O.細胞ではみとめられずBMAL1も常にhyperphosphorylation型であることから、Time-delayを生成にとってBMAL1のリン酸化状態と核細胞質間移行が重要と考えられた。中枢時計SCNでも同様の概日周期依存性のBMAL1のリン酸化/核細胞質間移行が起きていることも明らかにした。また。BMAL1の核移行に申請者が発見した周期変動性キナーゼp45^<PFK>によるBMAL1のリン酸化活性が関わっていることを強く示唆する結果も得た。

研究成果

• [文献書誌] Tamaru T., Isojima Y., Nagai K., Takamatsu K.: "Circadian expression of hnRNP U, a nuclear multi-potent regulatory protein, in the murine suprachiasmatic nucleus."Neuroscience Letters. 341. 111-114 (2003)
• [文献書誌] Tamaru T., Isojima Y., van der Horst G.T.J., Takei K., Nagai K., Takamatsu K.: "Nucleocytoplasmic shuttling and phosphorylation of BMAL1 are regulated by circadian clock in cultured fibroblasts."Genes to Cells. 8. 973-983 (2003)
• [文献書誌] 田丸輝也: "時計遺伝子の生物学;II.時計遺伝子各論3.Bmal1遺伝子(岡村均, 深田吉孝 編)"シュプリンガー・フェアクラーク東京. 8 (2004)
• [文献書誌] Teruya Tamaru, Yasushi Isojima, Katsuya Nagai, Ken Takamatsu: "Circadian expression of hnRNP U, a nuclear multi-potent regulatory protein, in the murine suprachiasmatic nucleus"Neuroscience Letters. (In press). (2003)