哺乳類概日時計中枢と末梢細胞でリズム同調に機能する分子の探索

• 研究課題/領域番号: 17310117
• 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: 基礎ゲノム科学
• 研究機関: 株式会社三菱化学生命科学研究所
• 研究代表者: 程 肇 株式会社三菱化学生命科学研究所, 研究部門, 主任研究員 (00242115)
• 研究分担者: 曽我 朋義 慶應義塾大学, 環境情報学部, 教授 (60338217)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 14,560千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 660千円); 2007年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2006年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円); 2005年度: 8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
• キーワード: 概日リズム / 時計遺伝子 / Period1 / メタボローム / CE-MS / 視交叉上刻 / データベース / 視交叉上核

研究概要

Perl::luc導入SCN由来細胞を用いて、検出できうる約800種の代謝物質の細胞内存在量の経時的変化をメタボローム解析で行った。その結果、特に細胞内エネルギーレベルの指標であるATP、ADP、NADPH、NADP量の変化が顕著であり、これらの基礎代謝量が概日時計の支配下にあることが強く示唆された。次に、SCN由来細胞の概日リズム位相同調時(前進や後退)に細胞内レベルが特異的に変動する分子の検索を進めた。その結果、位相前進は後退時に比べて細胞内エネルギーレベルが極度な低エネルギー状態に陥った。この結果は、一般的に位相前進にかかる時間(移行期)が、位相後退に必要な時間に比べて著しく長いということと密接な連関を有すると考えられる。また、このSCN由来細胞には、安定な振動形成のため細胞間同調に機能する分子を生合成していることが明らかになった。この生合成経路を遮断することによって、この細胞の概日リズム形成は著しく抑制された。

研究成果

• [雑誌論文] LARK activates post-transcriptional expression of an essential mammalian clock protein, PERIOD1. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kojima, S., Matsumoto, K., Hirose, M., Shimada, M., Nagano, M., Shigeyoshi, Y., Hoshino, S., Green, C.B., Sakaki, Y., and Tei, H.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104 ページ: 1859-1864
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of cell lines derived from the rat suprachiasm atic nucleus. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi, S., Shinozaki, A., Obinata, M., Saigo, K., Sakaki, Y., Tei, H.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 355 ページ: 555-561
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bimodal clock gene expression in mouse suprachiasmatic nucleus and peripheral tissues under a 7-hour light and 5-hour dark schedule. (2007)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, T., Naito, E, Nakao.N, Tei, H., Yoshimura, T., Ebihara, S.
  • 雑誌名: J. Biol. Rhythms. 22 ページ: 58-68
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of Hemoglobin Allostery in Hypoxia-induced Metabolic Alterations in Erythrocytes: Simulation and Its Demonstration by Metabolome Analysis (2007)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, A., Tsukada, K., Soga, T., Hishiki, T., Ueno, Y., Nakayama, Y., Tomita, M., Suematsu, M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 282 ページ: 10731-10741
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] LARK activates post-transcriptional expression of an essential mammalian clock protein, PERIOD1. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kojima, S., Matsumoto, K., Hirose, M., Shimada, M., Nagano, M., Shigeyoshi, Y., Hoshino, S., Green, C. B., Sakaki, Y., and Tei, H.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104 ページ: 1859-1864
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Establishment of cell lines derived from the rat suprachiasmatic nucleus. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi, S., Shinozaki, A., Obinata, M., Saigo, K., Sakaki, Y., Tei, H.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 355 ページ: 555-561
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Bimodal clock gene expression in mouse suprachiasmatic nucleus and peripheral tissues under a 7-hour light and 5-hour dark schedule. (2007)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, T., Naito, E, Nakao, N., Tei, H., Yoshimura, T., Ebihara, S.
  • 雑誌名: J. Biol. Rhythms. 22 ページ: 58-68
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Roles of Hemoglobin Allostery ui Hypoxia-induced Metabolic Alterations in Erythrocytes : Simulation and Its Demonstration by Metabolome Analysis (2007)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, A., Tsukada, K., Soga, T., Hishiki, T., Ueno, Y., Nakayama, Y., Tomita, M., Suematsu, M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 282 ページ: 10731-10741
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Bimodal clock gene expression in mouse suprachiasmatic nucleus and peripheral tissues under a 7-hour light and 5-hour dark schedule. (2007)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, T., Naito, E, Nakao. N, Tei, H., Yoshimura, T., Ebihara, S.
  • 雑誌名: J. Biol. Rhythms. 22 ページ: 58-68
  • 査読あり
• [雑誌論文] LARK activates post-transcriptional expression of an essential mammalian clock protein, PERIOD1. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kojima, S., Matsumoto, K., Hirose, M., Shimada, M., Nagano, M., Shigeyoshi, Y., Hoshino, S., Green, C.B., Sakaki, Y., Tei, H.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104 ページ: 1859-1864
• [雑誌論文] Multiple Highthroughput Analyses Monitor The Response of E. coli to Perturbations (2007)
  • 著者名/発表者名: Ishii, N., Nakahigashi, K., Baba, T., Robert, M., Soga, T., Kanai, A., Hirasawa, T., et al.
  • 雑誌名: Science (In press)
• [雑誌論文] Roles of Hemoglobin Allostery in Hypoxia-induced Metabolic Alterations in Erythrocytes : Simulation and Its Demonstration by Metabolome Analysis (2007)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita, A., Tsukada, K., Soga, T., Hishiki, T., Ueno, Y., Nakayama, Y., Tomita, M., Suematsu, M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 282 ページ: 10731-10741
• [雑誌論文] Constitutive Expression of the Period1 Gene Impairs Behavioral and Molecular Circadian Rhythms. (2006)
  • 著者名/発表者名: Numano, R., Yamazaki, S., Umeda, N., Samura, T., Sujino, M., Takahashi, R., Ueda., M., Mori, A., Yamada, K., Sasaki, Y., Inoue, S., Menaker, M., Tei, H.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103 ページ: 3716-3721
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] MathDAMP: a package for differential analysis of metabolite profiles (2006)
  • 著者名/発表者名: Baran, R., Kochi, H., Saito, N., Suematsu, M., Soga, T., Nishioka, T., Robert, M., Tomita, M.
  • 雑誌名: BMC Bioinformatics 7 ページ: 530-530
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Metabolomics Approach for Enzyme Discovery (2006)
  • 著者名/発表者名: Saito, N., Robert, M., Kitamura, S., Baran, R., Soga, T., Mori, H., Nishioka, T., Tomita, M.
  • 雑誌名: J. Proteome Res. 5 ページ: 1979-1987
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Constitutive Expression of the Period1 Gene Impairs Behavioral and Molecular Circadian Rhythms. (2006)
  • 著者名/発表者名: Numano, R., Yamazaki, S., Umeda, N., Samura, T., Sujino, M., Takahashi, R., Ueda, M., Mori, A., Yamada, K., Sasaki, Y., Inoue, S., Menaker, M., Tei, H.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103 ページ: 3716-3721
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] MathDAMP : a package for differential analysis of metabolite profiles (2006)
  • 著者名/発表者名: Baran, R., Kochi, H., Saito, N., Suematsu, M., Soga, T., Nishioka, T., Robert., M., Tomita, M.
  • 雑誌名: BMC Bioinformatics 7 ページ: 530-530
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A Metabolomics Approach for Enzyme Discovery (2006)
  • 著者名/発表者名: Saito, N., Robert., M., Kitamura, S., Baran, R., Soga, T., Mori, H., Nishioka, T., Tomita, M.
  • 雑誌名: J. Proteome Res. 5 ページ: 1979-1987
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Constitutive Expression of the Period1 Gene Impairs Behavioral and Molecular Circadian Phythms. (2006)
  • 著者名/発表者名: Numano, R., Yamazaki, S., Umeda, N., Samura, T., Sujino, M., Takahashi, R., Ueda, M., Mori, A., Yamada, K., Sakaki, Y., Inouye, S., Menaker, M., Tei, H.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103 ページ: 3716-3721
• [雑誌論文] MathDAMP : a package for differential analysis of metabolite profiles (2006)
  • 著者名/発表者名: Baran, R., Kochi, H., Saito, N., Suematsu, M., Soga, T., Nishioka, T., Robert, M., Tomita, M.
  • 雑誌名: BNC Bioinformatics 7 ページ: 530-530
• [雑誌論文] Constitutive Expression of the Period1 Gene Impairs Behavioral and Molecular Circadian Rhythms. (2006)
  • 著者名/発表者名: Numano, R., Yamazaki, S., Umeda, N., Samura, T., Sujino, M., Takahashi, R., Ueda, M., Mori, A., Yamada, K., Sakaki, Y., Inouye.S., Menaker, M., Tei, H.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103 ページ: 3716-3721
• [雑誌論文] A Calcium Flux is Required for Circadian Rhythm Generation in Mammalian Pacemaker Neurons (2005)
  • 著者名/発表者名: Lundkvist, G.B., Kwak, Y., Davis, E.K., Tei, H., Block, G.D.
  • 雑誌名: J. Neuroscience 25 ページ: 7682-7686
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metabolome Analysis and Metabolic Simulation (2005)
  • 著者名/発表者名: Ishii, N., Soga, T., Nishioka, T., Tomita, M.
  • 雑誌名: Metabolomics 1 ページ: 29-37
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large-Scale Prediction of Cationic Metabolites Identity and Migration Time in Capillary Electrophoresis Mass Spectrometry Using Artificial Neural Networks (2005)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto, M., Kikuchi, S., Arita, M., Soga, T., Nishioka, T., Tomita, M.
  • 雑誌名: Anal. Chem. 77 ページ: 78-84
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Calcium Flux is Required for Circadian Rhythm Generation in Mammalian Pacemaker Neurons (2005)
  • 著者名/発表者名: Lundkvist., G. B., Kwak., Y., Davis., E. K., Tei, H., Block., G. D.
  • 雑誌名: J. Neuroscience 25 ページ: 7682-7686
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A Calcium Flux is Required for Circadian Rhythm Generation in Mammalian Pacemaker Neurons. (2005)
  • 著者名/発表者名: Lundkvist, G.B., Kwak, Y., Davis, E.K., Tei, H., Block, G.D.
  • 雑誌名: J.Neuroscience 25 ページ: 7682-7686
• [雑誌論文] Metabolome Analysis and Metabolic Simulation. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ishii, N., Soga, T., Nishioka, T., Tomita, M.
  • 雑誌名: Metabolomics 1 ページ: 29-37
• [雑誌論文] Large-Scale Prediction of Cationic Metabolites Identity and Migration Time in Capillary Electrophoresis Mass Spectrometry using Artificial Neural Networks. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto, M., Kikuchi, S., Arita Tomita, M.
  • 雑誌名: Anal. Chem. 77 ページ: 78-84