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ノイズ刺激による概日リズムの同期

研究課題

研究課題/領域番号 17K17946
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 生物物理学
生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関九州大学

研究代表者

伊藤 浩史  九州大学, 芸術工学研究院, 准教授 (20512627)

研究協力者 村山 依子  
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワードシアノバクテリア / 概日リズム / ノイズ / ノイズ同期 / ノイジーな刺激
研究成果の概要

個体培地上および液体培地上で1 時間、2 時間、3 時間のダークパルスノイズではノイズ同期はみられなかった。また、自然界において自然光の中に含まれるノイズ成分が、概日リズムの同期に対して何か役割があるのではないかという仮説は、今回の実験からは確認されなかった。
ノイズ同期現象のしにくさは生物の持つ概日リズムは数時間程度のノイズ刺激に対して頑健であることを示唆している。このことから、自然環境下に含まれるノイジーな刺激成分は 同期現象という観点からはおそらく無視されていることが予想される。これは野外の複雑な気候条件においても、ロバストにリズムを刻むことが示唆される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今回の結果は体内時計が外部のランダムな暗黒ノイズに抗して正確に刻み続けることを示している。また、追加で実験した温度に対しては、振幅が比較的鋭敏に反応することがわかった。さらに今回発見した概日リズム共鳴現象を応用して、私たちの体内時計の振れ幅を増加させることが可能になるかもしれない。例えば生活リズム障害の方に対して、メリハリのついたリズムをとりもどす知見を与える可能性がある。またサイエンスの観点では「体内時計が減衰振動子に容易に変わりうる」という生物学的に新規な知見をもたらした。減衰振動は、体内時計研究において開拓されるべき新天地となりうる。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Universite Grenoble Alpes(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Universite Grenoble Alpes(France)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Low temperature nullifies the circadian clock in cyanobacteria through Hopf bifurcation2017

    • 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

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 概日リズムと温度に関する理論的研究または落ちこぼれの時間生物学2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤浩史
    • 学会等名
      時間生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chronobiology based on amplitude2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤浩史
    • 学会等名
      時間生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 振幅からみた時間生物学2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ito
    • 学会等名
      Cyano Clock 1,0
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Loss of circadian rhythm of Aradidopsis thaliana under low temperature via Hopf bifurcation2017

    • 著者名/発表者名
      Haruki Yamasaki, Takiko Kouzuma, Hiroshi Ito
    • 学会等名
      時間生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Resonance of low-temperature-induced damped circadian oscillation in cyanobacteria2017

    • 著者名/発表者名
      Shohei Oda, Hiroshi Ito
    • 学会等名
      時間生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Excitable system of chromatophores in Uroteuthis eulis2017

    • 著者名/発表者名
      Ryo Adachi, Hiroshi Ito
    • 学会等名
      時間生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 伊藤浩史研究室

    • URL

      http://www.design.kyushu-u.ac.jp/~hito/index.php?Ito%20Lab%20%20%E4%BC%8A%E8%97%A4%E7%A0%94%E7%A9%B6%E5%AE%A4

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 伊藤研究室

    • URL

      http://www.design.kyushu-u.ac.jp/~hito/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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