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概日時計システムにおける時計タンパク質の分解タイミングの決定機構

研究課題

研究課題/領域番号 19044010
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京大学

研究代表者

深田 吉孝  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (80165258)

研究分担者 清水 貴美子  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教 (50451828)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
2008年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2007年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
キーワード概日時計 / 蛋白質キナーゼ / リン酸化 / 分解シグナル / プロテアソム / CRY2 / CLOCK / 転写調節 / プロテアソーム / E4BP4
研究概要

約1日周期の生物リズムを生み出す概日時計は、一群の時計遺伝子の転写・翻訳を介したフィードバクループにより形成されている。そのため、多くの時計遺伝子の転写は時刻依存的に制御され、その翻訳産物である時計タンパク質は約24時間周期で増減を繰り返す。我々は、このリズミックな転写において、強力な負の制御因子であるCRY2が時刻依存的に「複数のタンパク質キナーゼによる多段階リン酸化」を受け、プロテアソーム系によって分解されることを世界に先駆けて報告した。本年度は、CRY2の多段階リン酸化の引き金を引くプライミングキナーゼを同定することができた。このキナーゼをノックダウンすると、CRY2 Ser557のリン酸化レベルが
減弱し、さらにCRY2のタンパク質量が増加した。さらに、このキナーゼのSer557リン酸化活性が大きく日周変動することを見出した。これらの実験結果から同定したキナーゼは、時計細胞においてCRY2のタンパク質量を時刻依存的に制御する重要な因子であると考えられた。このCRY2のリン酸化とタンパク質分解は、主に時計細胞の細胞質において起こるイベントであることを見出した。
一方、申請者らは、分子時計の正の制御因子であるCLOCKが時刻依存的にリン酸化されること、さらにこのリン酸化がCLOCKをプロテアソームを介した分解に導く可能性を見出した。本年度は、より直接的な解析を目指してCLOCKリン酸化部位の同定を試みた。具体的には、マウス肝臓の核画分を出発材料に、DEAEカラムおよび抗CLOCKモノクローナル抗体固定化カラムを用いてCLOCK-BMAL1複合体を精製した。こうして得た肝臓のCLOCKを質量分析に供して数多くのリン酸化部位を同定した。現在、これら複数のリン酸化部位のそれぞれの生理的役割を明らかにすべく、変異導入を中心に分子解析を進めている。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (36件) 図書 (5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Probing pineal-specific gene expression with transgenic zebrafish2008

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kojima
    • 雑誌名

      Photochem. Photobiol. 84

      ページ: 1011-1015

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interacting targets of the farnesyl of transducin γ-subunit2008

    • 著者名/発表者名
      Maiko Katadae
    • 雑誌名

      Biochemistry 47

      ページ: 8424-8433

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Activation of TGF-β/activin signalling resets the circadian clock through rapid induction of Decl transcripts2008

    • 著者名/発表者名
      Naohiro Kon
    • 雑誌名

      Nature Cell Biol. 10

      ページ: 1463-1469

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-of-day-dependent enhancement of adult neurogenesis in the hippocampus2008

    • 著者名/発表者名
      So-ichi Tamai
    • 雑誌名

      PLoS One 3

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Macrophage inhibitory cytokine MIC-1 is upregulated by short-wavelength lightred normal human dermal fibroblasts2008

    • 著者名/発表者名
      Masashi Akiyama
    • 雑誌名

      FEBS Lett. 583

      ページ: 933-937

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differential expression of duplicated VAL-opsin genes in the developing zebrafish.2008

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kojima
    • 雑誌名

      J. Neurochem. 104

      ページ: 1364-1371

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Circadian clock gene regulation of steroidogenic acute regulatory protein gene expression in pre-ovulatory ovarian follicles.2007

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Nakao
    • 雑誌名

      Endocrinol. 148

      ページ: 3031-3038

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Circadian proteomics of the mouse retina.2007

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Tsuji
    • 雑誌名

      Proteomics 7

      ページ: 3500-3507

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Circadian phosphorylation of ATF-2, a potential activator of Period2 gene transcription in the chick pineal gland.2007

    • 著者名/発表者名
      Fumiko Shimizu
    • 雑誌名

      J. Neurochem. 103

      ページ: 1834-1842

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Circadian clock gene regulation of steroidogenic acute regulatory protein gene expression in pre-ovulatory ovarian follicles.2007

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Asada
    • 雑誌名

      J. Neurosci. 148

      ページ: 3031-3038

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two isoforms of chicken melanopsins show blue light sensitivity.2007

    • 著者名/発表者名
      Masaki Torii
    • 雑誌名

      FEBS Lett. 27

      ページ: 11769-11775

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 光刺激に対してニワトリ松果体が示す生理応答の解析2009

    • 著者名/発表者名
      飯塚倫子
    • 学会等名
      日本動物学会関東支部第61回大会
    • 発表場所
      さいたま(埼玉大学)
    • 年月日
      2009-03-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] マウス視交叉上核におけるSCOPタンパク質量の光制御とその役割2008

    • 著者名/発表者名
      清水貴美子
    • 学会等名
      BMB2008(第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会)
    • 発表場所
      神戸(神戸ポートアイランド)
    • 年月日
      2008-12-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] CLOCK phosphorylation plays a key role for the suppression of its transactivation in circadian clockwork2008

    • 著者名/発表者名
      Hikari Yoshitane
    • 学会等名
      BMB2008(第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会)
    • 発表場所
      神戸(神戸ポートアイランド)
    • 年月日
      2008-12-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 細胞外pHのアルカリ性化はDec1遺伝子の誘導を介して概日時計の位相をリセットする2008

    • 著者名/発表者名
      金尚宏
    • 学会等名
      BMB2008(第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会)
    • 発表場所
      神戸(神戸ポートアイランド)
    • 年月日
      2008-12-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Purification of recombinant chicken melanopsin retaining blue light sensitivity2008

    • 著者名/発表者名
      鳥居雅樹
    • 学会等名
      BMB2008(第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会)
    • 発表場所
      神戸(神戸ポートアイランド)
    • 年月日
      2008-12-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] TGF-β/activinシグナルによるDec1依存型の新規時計リセット機構2008

    • 著者名/発表者名
      金尚宏
    • 学会等名
      第15回日本時間生物学会学術大会
    • 発表場所
      岡山大学創立50周年記念館
    • 年月日
      2008-11-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] E-boxを介した転写抑制において重要な役割を果たすCLOCKの過リン酸化2008

    • 著者名/発表者名
      吉種光
    • 学会等名
      第15回日本時間生物学会学術大会
    • 発表場所
      岡山大学創立50周年記念館
    • 年月日
      2008-11-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 概日時計が長期記憶形成を制御する神経システムへの分子的アプローチ2008

    • 著者名/発表者名
      小林洋大
    • 学会等名
      第15回日本時間生物学会学術大会
    • 発表場所
      岡山大学創立50周年記念館
    • 年月日
      2008-11-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] マウスCRY2のSer557リン酸化を担うタンパク質キナーゼの探索2008

    • 著者名/発表者名
      倉林伸博
    • 学会等名
      第15回日本時間生物学会学術大会
    • 発表場所
      岡山大学創立50周年記念館
    • 年月日
      2008-11-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] マウスCRY2におけるC末端領域のリン酸化が概日リズム形成に果す役割2008

    • 著者名/発表者名
      平野有沙
    • 学会等名
      第15回日本時間生物学会学術大会
    • 発表場所
      岡山大学創立50周年記念館
    • 年月日
      2008-11-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 視細胞をコンディショナルに欠損する遺伝子組換えゼブラフィッシュ2008

    • 著者名/発表者名
      小島大輔
    • 学会等名
      日本動物学会第79回大会
    • 発表場所
      福岡(福岡大学七隈キャンパス)
    • 年月日
      2008-09-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 錐体オプシンキナーゼGRK7を異所的に発現させたゼブラフィッシュ桿体の光応答2008

    • 著者名/発表者名
      白木知也
    • 学会等名
      日本動物学会第79回大会
    • 発表場所
      福岡(福岡大学七隈キャンパス)
    • 年月日
      2008-09-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ニワトリ松果体におけるコレステロール合成系酵素群の遺伝子発現解析2008

    • 著者名/発表者名
      飯塚倫子
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会第30回大会
    • 発表場所
      札幌(北海道大学理学部5号館)
    • 年月日
      2008-07-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] PIPE-dependent pineral gene expression with transgenic Zebrafish2008

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kojima
    • 学会等名
      8th International Meeting on Zebrafish Development and Genetics
    • 発表場所
      Madison(University of Wisconsin Madison Campus)
    • 年月日
      2008-06-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Molecular and in vivo functional studies on sequential phosphorylation of mCRY22008

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Kurabayashi
    • 学会等名
      11th Meeting Society for Research on Biological Rhythms
    • 発表場所
      Florida(Sandestin Golf and Beach Resort)
    • 年月日
      2008-05-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ松果体の特異性を規定する転写因子の同定2007

    • 著者名/発表者名
      真野 弘明
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会, 第80回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      横浜(パシフィコ横浜)
    • 年月日
      2007-12-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 大脳新皮質の発生過程でLKB1は神経細胞移動と文化を制御する2007

    • 著者名/発表者名
      浅田 直之
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会, 第80回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      横浜(パシフィコ横浜)
    • 年月日
      2007-12-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ニワトリメラノプシンの吸収スペクトル2007

    • 著者名/発表者名
      小島 大輔
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会, 第80回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      横浜(パシフィコ横浜)
    • 年月日
      2007-12-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 概日リズムのリアルタイムモニター系を用いた時計タンパク質キナーゼの解析2007

    • 著者名/発表者名
      金 尚宏
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会, 第80回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      横浜(パシフィコ横浜)
    • 年月日
      2007-12-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Phosphorylation of CLOCK and BMAL1 in circadian oscillation systems2007

    • 著者名/発表者名
      Hikari Yoshitane
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会, 第80回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      横浜(パシフィコ横浜)
    • 年月日
      2007-12-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 海馬の神経新生部位における神経幹細胞の分裂の日内制御2007

    • 著者名/発表者名
      玉井 総一
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会, 第80回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      横浜(パシフィコ横浜)
    • 年月日
      2007-12-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Functional expression of chicken melanopsins2007

    • 著者名/発表者名
      Masaki Torii
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会, 第80回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      横浜(パシフィコ横浜)
    • 年月日
      2007-12-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Proteolytic Degradation of SCOP/PHLPP in the Hippocampus Contributes to Activation of ERK/MAPK and Memory Formation2007

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Kimiko
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会, 第80回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      横浜(パシフィコ横浜)
    • 年月日
      2007-12-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Molecular basis for circadian rhythm disorder in Clock mutant mice2007

    • 著者名/発表者名
      Hikari Yoshitane
    • 学会等名
      日本睡眠学会第32回定期学術集会 第14回日本時間生物学会学術大会合同大会
    • 発表場所
      東京(京王プラザホテル)
    • 年月日
      2007-11-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 細胞外pHの変化は概日時計の位相をリセットする2007

    • 著者名/発表者名
      金 尚宏
    • 学会等名
      日本睡眠学会第32回定期学術集会 第14回日本時間生物学会学術大会合同大会
    • 発表場所
      東京(京王プラザホテル)
    • 年月日
      2007-11-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 明期延長に伴う光位相シフトにおけるmE4BP4の分子的応答2007

    • 著者名/発表者名
      景山 伯春
    • 学会等名
      日本睡眠学会第32回定期学術集会 第14回日本時間生物学会学術大会合同大会
    • 発表場所
      東京(京王プラザホテル)
    • 年月日
      2007-11-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Molecular regulation of the chick pineal clockwork2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Fukada
    • 学会等名
      2nd World Congress of Chronobiology
    • 発表場所
      東京(京王プラザホテル)
    • 年月日
      2007-11-06
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] G11-mediated pineal phototransduction for entrainment of the pineal clock2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Fukada
    • 学会等名
      7th International Congress of Comparative Physiology and Biochemistry
    • 発表場所
      Brazil (Salvador, Bahia)
    • 年月日
      2007-08-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Proteolytic Degradation of SCOP in the Hippocampus Contributes to Activation of ERK/MAPK and memory Formation2007

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Kimiko
    • 学会等名
      Neuro 2007(第30回神経科学大会・第50回神経化学学会大会・第17回神経回路学会大会合同大会)
    • 発表場所
      横浜(パシフィコ横浜)
    • 年月日
      2007-08-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ゼブラフィッシュ眼球に発現する非視覚型オプシン遺伝子群の同定2007

    • 著者名/発表者名
      白木 知也
    • 学会等名
      日本動物学会第78回弘前大会
    • 発表場所
      弘前(弘前大学文京町キヤンパス)
    • 年月日
      2007-08-16
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ニワトリ松果体の概日時計機構における位相制御と新しい出力候補物質2007

    • 著者名/発表者名
      深田 吉孝
    • 学会等名
      第29回日本比較生理生化学会シンポジウム
    • 発表場所
      岡山(岡山大学創立五十周年記念館)
    • 年月日
      2007-07-06
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Farnesylation of retinal transducin plays a role far beyond photo-transduction2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Fukada
    • 学会等名
      FASEB Summer Research Conferences Biology and Chemistry of Vision
    • 発表場所
      Colorado (Snowmass Village)
    • 年月日
      2007-06-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Differential expression of duplicated VAL-opsin genes in developing zebrafish2007

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kojima
    • 学会等名
      FASEB Summer Research Conferences Biology and Chemistry of Vision
    • 発表場所
      Colorado (Snowmass Village)
    • 年月日
      2007-06-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Antiphasic phosphorylation of clock and BMAL12007

    • 著者名/発表者名
      Hikari Yoshitane
    • 学会等名
      72nd Cold Spring Harbor Symposium on Quantitative Biology Clocks & Rhythms
    • 発表場所
      New York (Cold Spring Harbor laboratory)
    • 年月日
      2007-06-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Molecular studies on Phosphorylation of CRYPTOCHROME2 at SER5572007

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Kurabayashi
    • 学会等名
      72nd Cold Spring Harbor Symposium on Quantitative Biology Clocks & Rhythms
    • 発表場所
      New York (Cold Spring Harbor laboratory)
    • 年月日
      2007-05-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Pharmacological analysis of clock protein kinases participating in molecular oscillation in RAT-1 fibroblasts2007

    • 著者名/発表者名
      Naohiro Kon
    • 学会等名
      72nd Cold Spring Harbor Symposium on Quantitative Biology Clocks & Rhythms
    • 発表場所
      New York (Cold Spring Harbor laboratory)
    • 年月日
      2007-05-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 図説 分子病態学 改訂4版の「視覚異常症」の項を分担執筆2008

    • 著者名/発表者名
      深田 吉孝(分担執筆)
    • 出版者
      中外医学社
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 21世紀の動物科学シリーズ:第9巻『動物の感覚とリズム』の「序章:感覚系と生物時計の対比と連関」の項を分担執筆2007

    • 著者名/発表者名
      深田 吉孝(分担執筆)
    • 出版者
      培風館
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 21世紀の動物科学シリーズ:第9巻『動物の感覚とリズム』の「第6章:概日リズムの分子機構」 の項を分担執筆2007

    • 著者名/発表者名
      岡野 俊行(分担執筆)
    • 出版者
      培風館
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Clinical Neuroscience, Vol.25, No.10, 特集『中枢時計と末梢時計:時計遺伝子研究の最前線』の「概日時計機構の最前線.」の項を分担執筆2007

    • 著者名/発表者名
      深田 吉孝(分担執筆)
    • 出版者
      中外医学社
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 血管医学、Vol.8, 特集『循環器系のサーカディアン調節』の「体内時計の分子メカニズム」の項を分担執筆2007

    • 著者名/発表者名
      深田 吉孝(分担執筆)
    • 出版者
      メディカルレビュー社
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.biochem.s.u-tokyo.ac.jp/fukada-lab/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.biochem.s.u-tokyo.ac.jp/fukada-lab/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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