概日時計の発生メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 23390051
• 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: 環境生理学(含体力医学・栄養生理学)
• 研究機関: 京都府立医科大学
• 研究代表者: 八木田 和弘 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (90324920)
• 研究分担者: 井之川 仁 京都府立医科大学, 医学研究科, 講師 (40285250)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 19,890千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 4,590千円); 2014年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2013年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2011年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
• キーワード: 体内時計 / 細胞分化 / ES細胞 / 発生 / 概日リズム / 幹細胞 / 分化誘導 / RNA-seq / イメージング

研究成果の概要

哺乳類の概日時計は発生過程を通して形成されることが知られている。しかし、その分子メカニズムは全く分かっていなかった。最近我々は、マウス胚性幹細胞(ES細胞)を用いて、ES細胞には概日時計のリズムが見られないこと、in vitro分化誘導によって細胞自律性に概日時計が形成されること、リプログラミングによって再消失すること、を発見した。さらに，このメカニズムを様々な遺伝子変異ES細胞を用いて解析したところ、細胞分化に伴うエピジェネティック・プログラムと転写ネットワーク構築が概日時計発生に必須であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Parathyroid hormone resets the cartilage circadian clock of the organ-cultured murine femur. (2015)
  • 著者名/発表者名: Okubo N, Fujiwara H, Minami Y, Kunimoto T, Hosokawa T, Umemura Y, Inokawa H, Asada M, Oda R, Kubo T, Yagita K.
  • 雑誌名: Acta Orthopedica 巻: 13 号: 5 ページ: 1-5
  • DOI: 10.3109/17453674.2015.1029393
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transcriptional Program of Kpna2 /Importin-α2 Regulates Cellular Differentiation-Coupled Circadian Clock Development in Mammalian Cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Umemura Y, Koike N, Matsumoto T, Yoo S-H, Zhen C, Yasuhara N, Takahashi JS, Yagita K.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 111 号: 47 ページ: 5039-48
  • DOI: 10.1073/pnas.1419272111
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cell and Tissue-autonomous development of the circadian clock in mouse embryos. (2014)
  • 著者名/発表者名: Inada Y, Uchida H, Umemura Y, Nakamura W, Sakai T, Koike N, Yagita K.
  • 雑誌名: FEBS Lett 巻: 588 号: 3 ページ: 459-465
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2013.12.007
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mammalian TIMELESS is involved in period determination and DNA damage-dependent phase advancing of the circadian clock. (2013)
  • 著者名/発表者名: Engelen E, Janssens RC, Yagita K, Smits VA, van der Horst GT, Tamanini F
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 号: 2 ページ: e56623-e56623
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0056623
  • 査読あり
• [雑誌論文] An in vitro ES cell-based clock recapitulation assay model identifies CK2a as an endogenous clock regulator (2013)
  • 著者名/発表者名: Umemura Y, Yoshida J, Wada M, Tsuchiya Y, Minami Y, Watanabe H, Kondoh G, Takeda J, Inokawa H, Horie K, Yagita K.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 号: 6 ページ: e67241-e67241
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0067241
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regional circadian period difference in the suprachiasmatic nucleus of the mammalian circadian center. (2013)
  • 著者名/発表者名: Koinuma S, Asakawa T, Nagano M, Furukawa K, Sujino M, Masumoto KH, Nakajima Y, Hashimoto S, Yagita K, Shigeyoshi Y.
  • 雑誌名: Eur J Neurosci. 巻: 38 号: 6 ページ: 2832-41
  • DOI: 10.1111/ejn.12308
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prolonged Bioluminescence Monitoring in Mouse ex vivo Bone Culture Revealed Persistent Circadian Rhythms in Articular Cartilages and Growth Plates. (2013)
  • 著者名/発表者名: Okubo N, Minami Y, Fujiwara H, Umemura Y, Tsuchiya Y, Shirai Y, Oda R, Inokawa H, Kubo T, Yagita K*.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 号: 11 ページ: e78306-e78306
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0078306
  • 査読あり
• [雑誌論文] The prtorous CPD photolyase rescues a cryptochrome-deficient mammalian circadian clock (2011)
  • 著者名/発表者名: Chaves I, Nijman RM, Biernat MA, Bajek MI, de Silva AC, Saito S, Yagita K, Eker AP, van der Horst GT
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 6
  • 査読あり
• [学会発表] Epigenetic and Molecular mechanisms suppressing circadian clock in pluripotent stem cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yagita K.
  • 学会等名: 4th International Symposium on Molecular Clock 2015
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2015-03-27
  • 招待講演
• [学会発表] 概日時計の発生から細胞を考える. (2014)
  • 著者名/発表者名: 八木田和弘
  • 学会等名: 細胞センサーの分子機構・相互関連・ネットワーク研究会
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2014-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] 革新的技術による哺乳類概日時計の統合的理解. (2014)
  • 著者名/発表者名: 八木田和弘
  • 学会等名: 第２１回日本時間生物学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-11-08
  • 招待講演
• [学会発表] 生殖と発生の時間生物学. (2014)
  • 著者名/発表者名: 八木田和弘
  • 学会等名: 第６７回日本自律神経学会総会
  • 発表場所: さいたま
  • 年月日: 2014-10-30
  • 招待講演
• [学会発表] Cellular Differentiation and Circadian Clock in Mammalian Cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yagita K.
  • 学会等名: Fujihara Seminar 2014
  • 発表場所: Izu
  • 年月日: 2014-09-25
  • 招待講演
• [学会発表] 生殖の時間生物学. (2014)
  • 著者名/発表者名: 八木田和弘
  • 学会等名: 第１７回日本IVF学会学術集会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] Effect of MeCP2 on Molecular Clock Development in the SCN. (2014)
  • 著者名/発表者名: 八木田和弘
  • 学会等名: 第３７回日本神経科学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-09-12
  • 招待講演
• [学会発表] 生殖と概日リズム. (2014)
  • 著者名/発表者名: 八木田和弘
  • 学会等名: 第４３回日本女性心身医学会学術集会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-08-10
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular Mechanisms of Circadian clock development in mammalian cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yagita K.
  • 学会等名: The 30th Anniversary of Sapporo Symposium on Biological Rhythms
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2014-07-26
  • 招待講演
• [学会発表] 体内時計の分子機構. (2014)
  • 著者名/発表者名: 八木田和弘
  • 学会等名: 第１４回日本抗加齢医学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-06-06
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞分化に伴う体内時計発生メカニズム. (2014)
  • 著者名/発表者名: 八木田和弘
  • 学会等名: 京都大学再生医科学研究所公開シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-05-13
  • 招待講演
• [学会発表] Circadian clock and cellular differentiation (2012)
  • 著者名/発表者名: 八木田和弘
  • 学会等名: 第89回日本生理学会大会
  • 発表場所: 松本
  • 年月日: 2012-03-31
• [学会発表] ES cell-based evaluation system of circadian phenotypes in mammals. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Yagita
  • 学会等名: 13th Society for Research on Biological Rhythms
  • 発表場所: Destin, Florida
• [学会発表] Circadian Clock and Cellular Differentiation : Development, Regeneration and Cancer (2011)
  • 著者名/発表者名: 八木田和弘
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会ワークショップ
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-12-14
• [学会発表] 細胞分化と概日時計の発生 (2011)
  • 著者名/発表者名: 八木田和弘
  • 学会等名: 第64回日本自律神経学会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 2011-10-26
• [学会発表] Chronogenesis and Cellular Differentiation (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Yagita
  • 学会等名: Gordon Research Conferences : Chronobiology
  • 発表場所: イタリア ルッカ
  • 年月日: 2011-06-12
• [学会発表] Circadian Clock: A cell-autonomous time-keeping system in our body.
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Yagita
  • 学会等名: 6th Asia Oceania Conference of Photobiology,
  • 発表場所: Sydney
  • 招待講演
• [学会発表] Misregulation of transcriptional program controlling the cellular differentiation resulted in disruption of the circadian clock development.
  • 著者名/発表者名: 八木田和弘
  • 学会等名: 第９１回日本生理学会大会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 招待講演
• [学会発表] ES細胞を用いた概日時計のin vitro再現と分化制御機構との関連
  • 著者名/発表者名: 八木田和弘
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸
  • 招待講演
• [学会発表] MYC induced disruption of circadian clock development
  • 著者名/発表者名: 八木田和弘
  • 学会等名: 第86回日本生化学会
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] 体内時計はいつ動き出すか
  • 著者名/発表者名: 八木田和弘
  • 学会等名: 第14回日本抗加齢医学会
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演
• [学会発表] ES cell-based approach elucidating the integrated physiology of mammalian circadian systems.
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Yagita
  • 学会等名: 4th International Symposium on Photic Bioimaging 2012
  • 発表場所: Sapporo
  • 招待講演
• [学会発表] Cell-autonomous development of mammalian circadian clock during the differentiation culture of ES cells.
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Yagita
  • 学会等名: International Conference for Histochemistry and Cytochemistry 2012
  • 発表場所: Kyoto
  • 招待講演
• [学会発表] 体内時計の発生・発達
  • 著者名/発表者名: 八木田和弘
  • 学会等名: 第１回日本発達神経科学会
  • 発表場所: 明石
  • 招待講演
• [学会発表] 時間軸生物学：細胞分化と概日時計の接点
  • 著者名/発表者名: 八木田和弘
  • 学会等名: 第12回日本抗加齢医学会総会
  • 発表場所: 横浜
  • 招待講演