時計機能を持つ細胞を創る

• 研究課題/領域番号: 23570066
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 寺内 一姫 立命館大学, 生命科学部, 准教授 (70444370)
• 研究協力者: 浅井 智広 立命館大学, 生命科学部, 助教
• 研究期間 (年度): 2011-04-28 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: シアノバクテリア / 生物時計 / 概日時計

研究成果の概要

シアノバクテリアの生物時計を構成するKaiA,　KaiB,　KaiCは、試験管内で時計再構成可能である極めてユニークなタンパク質である。この３つのタンパク質を、本来生物時計をもたない生物に導入することで、時計機能を付与することを目的とする。この試みを通して、細胞内で時計が遺伝子発現の生体リズムを生み出すため制御機構を明らかにする。大腸菌（Escherichia coli）および緑色硫黄細菌(Chlorobuim tepidum)において、3つのタンパク質発現を試み、リン酸化の概日リズム形成に必要な条件を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Loss of cytochrome C_m stimulates cyanobacterial heterotrophic growth in the dark (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiraide, Y., Oshima, K., Fujisawa, T., Uesaka, K., Hirose, Y., Tsujimoto, R., Yamamoto, H., Okamoto, S., Nakamura, Y., Terauchi, K., Omata, T., Ihara, K., Hattori, M. and Fujita, Y.
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 57 号: 2 ページ: 334-345
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu165
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 光合成細菌Rhodobacter capsulatusにおけるジビニル還元酵素BciAのC8ビニル基還元活性解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小林愛実、浅井智広、溝口正、民秋均、塚谷祐介、寺内一姫
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学（東京都）
  • 年月日: 2015-03-16
• [学会発表] 大腸菌におけるシアノバクテリア時計遺伝子の発現とその制御解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 水谷直哉、松田宏矢、安部さゆり、浅井智広、寺内一姫
  • 学会等名: 第9回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 神戸大学（兵庫県）
  • 年月日: 2015-03-06 – 2015-03-07
• [学会発表] リード方向を考慮した新規indel検出方法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 上坂一馬、河野央、寺内一姫、藤田祐一、井原邦夫、小俣達男
  • 学会等名: 第9回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 神戸大学（兵庫県）
  • 年月日: 2015-03-06 – 2015-03-07
• [学会発表] 緑色硫黄細菌におけるシアノバクテリア時計遺伝子の異種発現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横井川侑大、浅井智広、寺内一姫
  • 学会等名: 第9回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 神戸大学（兵庫県）
  • 年月日: 2015-03-06 – 2015-03-07
• [学会発表] 糸状シアノバクテリアの元素選択的観察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉村真史，寺本高啓，浅井智広，寺内一姫，難波秀利，太田俊明
  • 学会等名: 第28回日本放射光学会年会
  • 発表場所: 立命館大学（滋賀県）
  • 年月日: 2015-01-12
• [学会発表] シアノバクテリアの概日時計から学ぶ (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺内一姫
  • 学会等名: 微細藻類研究会2014
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター（愛知県）
  • 年月日: 2014-12-23
  • 招待講演
• [学会発表] Identification of genes involved in anaerobic photoautotrophic growth in Synechocystis sp. PCC 6803 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Terauchi, Akira Kawano, Tsuyoshi Ozaki, Rina Aoki, Marika Kobayashi, Kazuma Uesaka, Kunio Ihara and Yuichi Fujita
  • 学会等名: The 9th European Workshop on the Molecular Biology of Cyanobacteria
  • 発表場所: Texel (Netherlands)
  • 年月日: 2014-09-08 – 2014-09-09
• [学会発表] In vitro analysis of the alanine-422 residue of KaiC involved in the resetting of the cyanobacterial circadian clock (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Nagata, Kazuma Umehara, Katsuaki Oyama, Kazuki Terauchi
  • 学会等名: Tenth International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
  • 発表場所: 立命館大学（滋賀県）
  • 年月日: 2014-05-31
• [学会発表] A synthetic approach for generation of a circadian system by production of the cyanobacterial Kai proteins inEscherichia coli (2012)
  • 著者名/発表者名: 安部さゆり 他
  • 学会等名: The 5th international symposium on Molecular Science of Fluctuations towards Biological Functions
  • 発表場所: 東大寺文化センター（奈良県）
• [学会発表] The Cyanobacterial Circadian Oscillator Composed of Three Kai Proteins (2012)
  • 著者名/発表者名: 寺内 一姫
  • 学会等名: The 5th international symposium on Molecular Science of Fluctuations towards Biological Functions(招待講演)
  • 発表場所: 東大寺文化センター（奈良県）
• [学会発表] 時計タンパク質が刻む24時間 (2012)
  • 著者名/発表者名: 寺内 一姫
  • 学会等名: 統合バイオセミナー(招待講演)
  • 発表場所: 岡崎バイオサイエンスセンター（愛知県）
• [学会発表] 大腸菌におけるシアノバクテリア生物時計の再構築
  • 著者名/発表者名: 安部さゆり,松田宏矢, 寺内一姫
  • 学会等名: 日本生化学会近畿支部例会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府）
• [学会発表] 概日リズム形成における時計タンパク質KaiCの動態シミュレーション
  • 著者名/発表者名: 大山克明，寺内一姫
  • 学会等名: 日本生化学会近畿支部例会
  • 発表場所: 大阪大学（大阪府）
• [学会発表] In vivo reconstitution of the cyanobacterial circadian clock in Escherichia coli
  • 著者名/発表者名: Koya Matsuda, Sayuri Abe, and Kazuki Terauchi
  • 学会等名: Ninth International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments (SNCPP13)
  • 発表場所: 立命館大学びわこくさつキャンパス（滋賀県）
• [学会発表] Molecular mechanism involved in the synchronization of the circadian KaiC rhythm
  • 著者名/発表者名: Katsuaki Oyama, Kazuki Nagata, Kazuma Umehara and Kazuki Terauchi
  • 学会等名: Ninth International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments (SNCPP13)
  • 発表場所: 立命館大学びわこくさつキャンパス（滋賀県）
• [学会発表] A synthetic approach to elucidate the role of a transcription-translation feedback loop in the circadian system of the cyanobacterial clock proteins
  • 著者名/発表者名: Abe S. et al.
  • 学会等名: Eighth International Workshop on Supramolecular Nanoscience of Chemically Programmed Pigments
  • 発表場所: 立命館大学ＢＫＣエポック立命２１、滋賀県
• [学会発表] In vivo reconstitution of circadian system by heterologously expression of the cyanobacterial Kai proteins in Escherichia coli
  • 著者名/発表者名: Abe S. et al.
  • 学会等名: 14th Interanational Symposium on Phototorophic Prokaryotes
  • 発表場所: Proto, Portugal
• [学会発表] シアノバクテリアの概日時計と細胞内環境
  • 著者名/発表者名: 寺内一姫
  • 学会等名: 研究集会「光合成生物の生理学と分子生物学の未来」
  • 発表場所: 中央大学、東京都
  • 招待講演
• [学会発表] シアノバクテリアにおける低酸素環境での生育に関わる遺伝子同定
  • 著者名/発表者名: 河野央 et al.
  • 学会等名: 第7回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 長浜バイオ大学、滋賀県
• [学会発表] シアノバクテリアの低酸素条件下での生育に必須な鉄硫黄タンパク質
  • 著者名/発表者名: 浜松祐輔 et al.
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学、岡山県