概日時計を介する明暗サイクル下でのシアノバクテリアの生存戦略

• 研究課題/領域番号: 15H04332
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 岩崎 秀雄 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00324393)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円); 2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2016年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
• キーワード: 概日リズム / シアノバクテリア / KaiC / 明暗サイクル / 減衰振動 / kaiA / rpaA / 明暗応答 / UV耐性 / 概日時計 / 日周適応

研究成果の概要

単細胞性シアノバクテリア，概日時計研究の最も単純なモデル生物である。期間中に以下の結果を得た
①Kai蛋白質リン酸化振動のin vitro再構成系では，低温でリズムを停止する過程で自由継続リズムから減衰振動に移行し，周期の安定性を保証するHopf分岐に従うことを明らかにした。②従来必須の時計遺伝子とされてきたkaiA遺伝子の機能欠失株が転写レベルの減衰振動を示すことを見いだした。③特殊な実験プロトコールを導入することでシアノバクテリアがUV耐性リズムを示すこと，糖代謝と密接な関連があることを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Low temperature nullifies the circadian clock in cyanobacteria through Hopf bifurcation (2017)
  • 著者名/発表者名: Murayama Yoriko、Kori Hiroshi、Oshima Chiaki、Kondo Takao、Iwasaki Hideo、Ito Hiroshi
  • 雑誌名: PNAS 巻: 114 号: 22 ページ: 5641-5646
  • DOI: 10.1073/pnas.1620378114
  • NAID: 120006220445
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 生物時計の分子メカニズム研究の展開： 転写翻訳フィードバックループ・モデルを 巡って (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩崎秀雄
  • 雑誌名: 科学（岩波） 巻: 12月号 ページ: 1121-1129
• [雑誌論文] 座談会:いま学会・研究コミュニティーのあり方を議論しよう (2017)
  • 著者名/発表者名: 水島 昇，杉本亜砂子，吉森 保，岩崎秀雄
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 600号突破記念号
• [雑誌論文] Cyanobacterial circadian clock is nullified by low temperature through Hopf bifurcation (2017)
  • 著者名/発表者名: Murayama Y, Kori H, Oshima C, Kondo T, Iwasaki H, Ito H
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: in press
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The initiation of nocturnal dormancy in Synechococcus as an active process. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takano, S., Tomita, J., Sonoike, K. and Iwasaki, H.
  • 雑誌名: BMC Biol. 巻: 13 号: 1 ページ: 36-36
  • DOI: 10.1186/s12915-015-0144-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mathematical study of pattern formation accompanied by heterocyst differentiation in multicellular cyanobacterium (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishihara J, Tachikawa M, H. Iwasaki, Mochizuki A
  • 雑誌名: J. theor. Biol. 巻: 371 ページ: 9-23
  • DOI: 10.1016/j.jtbi.2015.01.034
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Damped circadian oscillation in the absence of KaiA (2017)
  • 著者名/発表者名: Hideo Iwasaki
  • 学会等名: International Symposium "Circadian Clock of Cyanobacteria during 1991-2017"
  • 発表場所: Nagoya University
  • 年月日: 2017-03-12
• [学会発表] シアノバクテリアの時計細胞システムを巡って：北山陽子さんが遺したもの (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩崎秀雄
  • 学会等名: 北山陽子メモリアルシンポジウム「光合成生物の概日時計機構」
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2017-03-12
• [学会発表] シアノバクテリアの概日時計の万年野党的探究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩崎秀雄
  • 学会等名: 藍藻の分子生物学2017
  • 招待講演
• [学会発表] aPrayer : the Memorial Monument to the Souls of Artificial Cells/Lives (2017)
  • 著者名/発表者名: Hideo Iwasaki
  • 学会等名: La vie Loeuvre: Nouvelles & ecologies, bioart, biodesign
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Identification of genes for circadian cell division control in cyanobacteria (2017)
  • 著者名/発表者名: 川崎洸司，中村嘉博，羽谷慶汰，岩崎秀雄
  • 学会等名: 日本時間生物学会
• [学会発表] Mutational analysis on growth defects by kaiA-nullification under short-day conditions (2017)
  • 著者名/発表者名: 河本尚大，馬場響子，藪谷俊介，細川徳宗，岩崎秀雄
  • 学会等名: 日本時間生物学会
• [学会発表] Genes for glycogen metabolism affect circadian UV resistance control in cyanobacteria (2016)
  • 著者名/発表者名: 川崎洸司、岩崎秀雄
  • 学会等名: 日本時間生物学会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2016-11-12
• [学会発表] A possible mechanism for the damped circadian transcriptional oscillation without KaiA in Synechococcus (2016)
  • 著者名/発表者名: 河本尚大、岩崎秀雄
  • 学会等名: 日本時間生物学会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2016-11-12
• [学会発表] 単細胞生物シアノバクテリアのkaiA 機能欠損株における減衰振動につ いて (2016)
  • 著者名/発表者名: 河本尚大、藪谷俊介、細川徳宗、岩崎秀雄
  • 学会等名: 時間生物フォーラム東京2016
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2016-03-16
• [学会発表] シアノバクテリアの概日時計と紫外線耐性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川崎洸司、岩崎秀雄
  • 学会等名: 時間生物フォーラム東京2016
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2016-03-16
• [学会発表] Circadian control of UV resistance in cyanobacteria (2015)
  • 著者名/発表者名: 川崎洸司、岩崎秀雄
  • 学会等名: 第22回日本時間生物学会学術大会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2015-11-21
• [学会発表] Synechococcus elongatus PCC 7942の概日UV耐性リズムの制御メカニズムの解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川崎洸司、岩崎秀雄
  • 学会等名: 藍藻の分子生物学2015
  • 発表場所: 千葉かずさDNA研究所
  • 年月日: 2015-11-06
• [学会発表] Synechococcus elongatus PCC 7942のkaiA 機能欠損株における減衰振動について (2015)
  • 著者名/発表者名: 河本尚大、藪谷俊介、細川徳宗、岩崎秀雄
  • 学会等名: 藍藻の分子生物学2015
  • 発表場所: 千葉かずさDNA研究所
  • 年月日: 2015-11-06
• [備考] 岩崎秀雄研究室
  • URL: http://www.waseda.jp/sem-iwasakilab/index.html
• [備考] 電気情報生命工学科岩崎秀雄研究室
  • URL: http://www.waseda.jp/sem-iwasakilab