マウスフリームービング状態での神経核特異的遺伝子発現制御系の開発

• 研究課題/領域番号: 19659072
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医化学一般
• 研究機関: 広島大学 (2008); (財)大阪バイオサイエンス研究所 (2007)
• 研究代表者: 内匠 透 広島大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (00222092)
• 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: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2008年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円); 2007年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
• キーワード: 遺伝学 / 行動学 / 神経科学 / 生理学 / 脳・神経 / 遺伝子

研究概要

本申請研究では、既に確立したマウスフリームービング状態での視床下部視交叉上核(suprachiasmatic nucleus, SCN)の電気活動連続記録系(in vivo multiple unit neural activity, in vivo MUA)を発展させ、SCN特異的に遺伝子発現を制御する系を開発することを目的とする。In vivo MUAを用いて、SCNの電気活動の直接の出力が室傍核下部領域であることを示した。すなわち、SCNにおける電気活動の昼間に高い概日リズムは、SPZにおいては、夜に高い位相が逆転した概日リズムを示し、これらの逆位相関係の概日リズムは、分子時計が障害されているClock/Clock変異マウスにおいて、消失することを明らかにした。SPZは、睡眠覚醒、ホルモン分泌や体温調節等、恒常性維持に重要な働きをする視床下部内のいわば解剖学的ハブに位置しており、生物が環境に対して対応していく上(例えば昼行性か夜行性か)で必須な領域と考えられる。また、時計遺伝子プロモーターで制御されるルシフェラーゼモニターマウスを用いて、SCNスライスにおける単一細胞レベルでのリズム発現モニター系を確立した。数理解析の結果、SCN内に3つの位相クラスターが存在することを明らかにした。さらに、In vivo系モニターの検知に必要なCCDカメラの条件検討を行い、記録に必要な環境を得ることができた。

研究成果

• [雑誌論文] The resetting of the circadian rhythm by Prostaglandin J2 is distinctly phase-dependent. (2009)
  • 著者名/発表者名: Koinuma, S., Yagita, K., Fujioka, A., Takashima, N., Takumi, T., Shigeyoshi, Y.
  • 雑誌名: FEES Lett 583 ページ: 413-418
  • 査読あり
• [雑誌論文] TLS interaction with NMDA R1 splice variant and Myosin Va in retinal ganglion cell line RGC-5. (2009)
  • 著者名/発表者名: Selamat, W. B., Wang, Y., Jamari, I., Takumi, T., Wong, F., Fujii, R.
  • 雑誌名: Neurosci. Lett. 450 ページ: 163-166
  • 査読あり
• [雑誌論文] TLS-GFP cannot rescue mRNP formation near spines and spine phenotype in TLS-KO. (2009)
  • 著者名/発表者名: Fujii, R., Grossenbacher-Zinchuk, O., Jamari, I., Wang, Y., Zinchuck, V., Takumi, T.
  • 雑誌名: NeuroRevort 20 ページ: 57-61
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comment on Differential rescue of light-and food-entrainable circadian rhythms. (2008)
  • 著者名/発表者名: Mistlberger, R. E., Yamazaki, S., Pendergas, J. S., Landry, G J., Takumi, T., Nakamura, W.
  • 雑誌名: Science 322 ページ: 675-675
  • 査読あり
• [雑誌論文] Of mice and men-universality and breakdown of behavioral organization. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T., Takumi, T., Takano, A., Aoyagi, N., Yoshiuchi, K., Struzik, Z. R., Yamamoto, Y.
  • 雑誌名: PLoS ONE 3
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo real-time monitoring of circadian timing in freely moving mice. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, W., Yamazaki, S., Nakamura, T. J, Shirakawa, T., Block, G. D., Takumi, T.
  • 雑誌名: Curr. Biol. 18 ページ: 381-385
  • 査読あり
• [雑誌論文] A direct repeat of E-box-like elements is required for cell-autonomous circadian rhythm of clock genes. (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakahata, Y., Yoshida, M., Takano, A., Soma, H., Yamamoto, T., Yasuda, A, Nakatsu, T., ^*Takumi, T.
  • 雑誌名: BMC Mol. Biol. 9 ページ: 1-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Of mice and men-universality and breakdown of behavioral oraanization (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T
  • 雑誌名: PLoS ONE (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo monitoring of circadian timing in freely moving mice (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakamura W
  • 雑誌名: Curr Biol 18 ページ: 381-385
  • 査読あり
• [雑誌論文] A direct repeat of E-box-like element is required for cell-autonomous circadian rhythm of clock genes (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakahata Y
  • 雑誌名: BMC Mol Biol 9 ページ: 1-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] 時計遺伝子の転写振動及びその分子メカニズム (2007)
  • 著者名/発表者名: 内匠 透
  • 雑誌名: 自律神経 44 ページ: 246-250
  • NAID: 10019987656
• [雑誌論文] リチウムと概日時計とうつ病 (2007)
  • 著者名/発表者名: 内匠 透
  • 雑誌名: Clinical Neuroscience 25 ページ: 1156-1157
• [雑誌論文] Fezfl is required for penetration of the basal lamina by olfactory axons to promote olfactory development.
  • 著者名/発表者名: Watanabe, Y., Inoue, K., Okuyama-Yamamoto, A., Nakai, N., Nakatani, J., Nibu, K., Sato, N., Iiboshi, Y, Yusa, K., Kondo, G, Takeda, J., Terashima, T., Takumi, T.
  • 雑誌名: J. Comp. Neurol. (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Robust food anticipatory activity in BMAL1-deficient mice.
  • 著者名/発表者名: Pendergas, J. S., Nakamura, W., Friday, R. C., Hatanaka, F., Takumi, T., Yamazaki, S.
  • 雑誌名: PLoS ONE (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 視交叉上核の機能解剖学 (2009)
  • 著者名/発表者名: 明 智煥, 畠中 史幸, 中村 渉, 内匠 透
  • 学会等名: 第114回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 岡山理科大学
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] Biological Clock (2008)
  • 著者名/発表者名: Toru Takumi
  • 学会等名: 5^<th> Japanese-German Frontier of Science Symposium
  • 発表場所: Germany, Maintz
  • 年月日: 2008-11-01
• [学会発表] Molecular mechanism of the biological clock and its output in circadian physiology and pathophysiology. (2008)
  • 著者名/発表者名: Toru Takumi
  • 学会等名: 11^<th> World Congress on Psychiatric Genetics
  • 発表場所: Osaka International Convention Center
  • 年月日: 2008-10-15
• [学会発表] Molecular Interaction between circadian rhythm and mood disorder. (2008)
  • 著者名/発表者名: Toru Takumi
  • 学会等名: 19^<th> World Congress of the European Sleep Research Society
  • 発表場所: Glasgow, UK
  • 年月日: 2008-09-12
• [学会発表] Molecular chronobiology using whole body (2008)
  • 著者名/発表者名: Toru Takumi
  • 学会等名: 第85回日本生理学会大会シンポジウム「Approach to whole body:New stream to study autonomic nervous and neuroendocrine system
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Molecular Mechanism of Circadian Rhythm and Its Clinical Implication (2007)
  • 著者名/発表者名: Toru Takumi
  • 学会等名: The 4th International Joint Symposium of Korea Biomedical Genomic Research Association and Center for Genome Science"Roads to Personalized and Preventive Medicine"
  • 発表場所: Seoul,Korea
  • 年月日: 2007-12-07
• [学会発表] Molecular interaction between depression and circadian beahvior (2007)
  • 著者名/発表者名: Atsuko Takano
  • 学会等名: 2nd World Congress of Chronobiology
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] Rhythmic properties of the mouse suprachiasmatic necleus in vivo (2007)
  • 著者名/発表者名: Wataru Nakamura
  • 学会等名: 2nd World Congress of Chronobiology
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] 生物時計とうつ状態との分子的相関 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高野 敦子
  • 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
• [学会発表] in vitroリズムモニター系による時計遺伝子概日転写の分子機構の解明及び同調因子の探索 (2007)
  • 著者名/発表者名: 松原 千明
  • 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
• [学会発表] The blues and rhythm in the body and cells (2007)
  • 著者名/発表者名: Toru Takumi
  • 学会等名: 2nd World Congress of Chronobiology Symposium"Mood disorders and biological clock"
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] Circadian output in the suprachiasmatic nucleus (2007)
  • 著者名/発表者名: Wataru Nakamura, Toru Takumi
  • 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シンポジウム「Functional structure of the suprachiasmatic nucleus」
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Molecular mechanism of biological clock and its output for circadian physiology and pathophysiology (2007)
  • 著者名/発表者名: Toru Takumi
  • 学会等名: University of Surrey Workshop"Sleep, Circadian Rhythms and Cognition:Bridging the Genotvge-Phenotype Gap"
  • 発表場所: Guilford,UK
• [学会発表] 生物時計とうつ状態との分子的相関 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高野 敦子、内匠 透
  • 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ワークショップ「生物時計分子機構と健康医療」
  • 発表場所: 横浜
• [図書] 体内時計はどこにある?-腹?脳?.NPO法人脳の世紀推進会議編 (2007)
  • 著者名/発表者名: 内匠 透
  • 出版者: クバプロ