概日時計の基本特性「入力・発振・出力」を分子レベルで解き明かす

• 研究課題/領域番号: 25440041
• 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: 機能生物化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 吉種 光 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (70569920)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: サーカディアンリズム / 体内時計 / ChIP-Seq解析 / RNA-Seq解析 / インタラクトーム解析 / 転写制御 / バイオインフォマティクス / 生物時計 / 時計遺伝子 / CLOCK / BMAL1 / ChIP-Seq / RNA-Seq

研究成果の概要

我々はこれまで、時計タンパク質CLOCKが結合しているゲノム領域をChIP-Seq解析により決定した。本研究では、新しいバイオインフォマティクス技術MOCCSを開発し、時計シスエレメントE-boxの配列モチーフを網羅的に抽出した。このE-boxからのリズミックな出力遺伝子として、Nrf2とNfatc2を報告した。また、時計タンパク質DBPの抗体を作製してChIP-Seq解析を行い、時計シスエレメントD-boxの配列を正確に決定した。さらに、時計因子との相互作用解析から、CLOCKリン酸化酵素CaMKII、BMAL1ユビキチン化酵素UBE3A、CRY脱ユビキチン化酵素USP7などを同定した。

研究成果

• [国際共同研究] マンチェスター大学(英国)
• [雑誌論文] The chondrocyte clock gene Bmal1 controls cartilage homeostasis and integrity (2016)
  • 著者名/発表者名: Michal Dudek, Nicole Gossan, Nan Yang, Hee-Jeong Im, Jayalath PD Ruckshanthi, Hikari Yoshitane, Xin Li, Ding Jin, Ping Wang, Maya Boudiffa, Ilaria Bellantuono, Yoshitaka Fukada, Ray P. Boot-Handford, and Qing-Jun Meng.
  • 雑誌名: The Journal of Clinical Investigation 巻: 126 号: 1 ページ: 365-376
  • DOI: 10.1172/jci82755
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cell-based inhibitor screening identifies multiple protein kinases important for circadian clock oscillations (2015)
  • 著者名/発表者名: Naohiro Kon, Yasunori Sugiyama, Hikari Yoshitane, Isamu Kameshita, Yoshitaka Fukada
  • 雑誌名: Communicative & Integrative Biology 巻: 8 号: 4 ページ: 1-4
  • DOI: 10.4161/19420889.2014.982405
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] CLOCK-controlled polyphonic regulations of circadian rhythms through canonical and non-canonical E-boxes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hikari Yoshitane, Haruka Ozaki, Hideki Terajima, Ngoc-Hien Du, Yutaka Suzuki, Taihei Fujimori, Naoki Kosaka, Shigeki Shimba, Sumio Sugano, Toshihisa Takagi, Wataru Iwasaki, and Yoshitaka Fukada.
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 巻: 34 号: 10 ページ: 1776-1787
  • DOI: 10.1128/mcb.01465-13
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The circadian clock regulates the NRF2/ARE-mediated antioxidant defence pathway in the mouse lung. (2014)
  • 著者名/発表者名: Pekovic-Vaughan V, Gibbs J, Yoshitane H, Yang N, Pathiranage D, Guo B, Sagami A, Taguchi K, Bechtold D, Loudon A, Yamamoto M, Chan J, van der Horst GTJ, Fukada Y, and Meng Q-J.
  • 雑誌名: Genes Dev 巻: 28 号: 6 ページ: 548-560
  • DOI: 10.1101/gad.237081.113
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The E3 ubiquitin ligase UBE3A is an integral component of the molecular circadian clock through regulating the BMAL1 transcription factor. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nicole Gossan, Feng Zhang, Baoqiang Guo, Ding Jin, Hikari Yoshitane, Aiyu Yao, Nick Glossop, Yong Q Zhang, Yoshitaka Fukada, Qing-Jun Meng
  • 雑誌名: Nucl. Acids Res. 巻: 42 号: 9 ページ: 5765-5775
  • DOI: 10.1093/nar/gku225
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CaMKII is essential for the cellular clock and coupling between morning and evening behavioral rhythms. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kon N, Yoshikawa T, Honma S, Yamagata Y, Yoshitane H, Shimizu K, Sugiyama Y, Hara C, Kameshita I, Honma K, Fukada Y.
  • 雑誌名: Genes Dev 巻: 28 号: 10 ページ: 1101-1110
  • DOI: 10.1101/gad.237511.114
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The E3 ubiquitin ligase UBE3A is an integral component of the molecular circadian clock through regulating the BMAL1 transcription factor (2014)
  • 著者名/発表者名: Nicole Gossan et al.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Research 巻: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] CaMKII is Essential for Circadian Clockwork and Coupling of Morning and Evening Oscillators. (2014)
  • 著者名/発表者名: Naohiro Kon et al.
  • 雑誌名: Genes and Development 巻: 未定
  • 査読あり
• [学会発表] 体内時計の出力リズムを担う時計シスエレメントD-boxの探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 浅野吉政、吉種光、尾崎遼、鈴木穣、寺嶋秀騎、佐上彩、布川莉奈、岩崎渉、深田吉孝
  • 学会等名: 時間生物フォーラム東京2016
  • 発表場所: 早稲田大学（新宿区 東京都）
  • 年月日: 2016-03-16
• [学会発表] 体内時計が生み出すA-to-IRNA編集リズムの重要性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 寺嶋秀騎、吉種光、尾崎遼、鈴木穣、榛葉繁紀、岩崎渉、深田吉孝
  • 学会等名: 時間生物フォーラム東京2016
  • 発表場所: 早稲田大学（新宿区 東京都）
  • 年月日: 2016-03-16
• [学会発表] 概日時計をリセットする新規の入力シグナル (2016)
  • 著者名/発表者名: 今村聖路、吉種光、深田吉孝
  • 学会等名: 時間生物フォーラム東京2016
  • 発表場所: 早稲田大学（新宿区 東京都）
  • 年月日: 2016-03-16
• [学会発表] タンパク質量が顕著に変動するDBPの分解制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 増田周作、吉種光、布川莉奈、深田吉孝
  • 学会等名: 時間生物フォーラム東京2016
  • 発表場所: 早稲田大学（新宿区 東京都）
  • 年月日: 2016-03-16
• [学会発表] ユビキチン化を介したCRYタンパク質の安定性の制御機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野辺加織、吉種光、中川智貴、平野有紗、弓本佳苗、中山敬一、深田吉孝
  • 学会等名: 時間生物フォーラム東京2016
  • 発表場所: 早稲田大学（新宿区 東京都）
  • 年月日: 2016-03-16
• [学会発表] リズミックな A-to-I RNA 編集による体内時計システムの分子制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 寺嶋秀騎、吉種光、尾崎遼、鈴木穣、榛葉繁紀、岩崎渉、深田吉孝
  • 学会等名: BMB2015
  • 発表場所: 神戸ポートピアホテル（神戸市、兵庫県）
  • 年月日: 2015-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] 24時間周期を生み出す時計タンパク質CLOCKとBMAL1のリン酸化制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉種光、金尚宏、今村聖路、佐上彩、深田吉孝
  • 学会等名: BMB2015
  • 発表場所: 神戸ポートピアホテル（神戸市、兵庫県）
  • 年月日: 2015-12-02
• [学会発表] 広範な RNA リズムを作り出す A-to-I RNA 編集と時計振動体との機能連関 (2015)
  • 著者名/発表者名: 寺嶋秀騎、吉種光、尾崎遼、鈴木穣、榛葉繁紀、岩崎渉、深田吉孝
  • 学会等名: 第22回日本時間生物学会学術大会
  • 発表場所: 東京大学（文京区、東京都）
  • 年月日: 2015-11-21
• [学会発表] 細胞時計の新しい同調刺激の探索とそのシグナリング解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 今村聖路、吉種光、深田吉孝
  • 学会等名: 第22回日本時間生物学会学術大会
  • 発表場所: 東京大学（文京区、東京都）
  • 年月日: 2015-11-21
• [学会発表] 時計シスエレメント D-box を介したゲノムワイドな転写制御機構の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 浅野吉政、吉種光、尾崎遼、鈴木穣、寺嶋秀騎、佐上彩、岩崎渉、深田吉孝
  • 学会等名: 第22回日本時間生物学会学術大会
  • 発表場所: 東京大学（文京区、東京都）
  • 年月日: 2015-11-21
• [学会発表] インタラクトーム解析によるマウス CLOCK-BMAL1 の調節因子の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 広瀬健太郎、吉種光、杉山康憲、秦裕子、尾山大明、深田吉孝
  • 学会等名: 第22回日本時間生物学会学術大会
  • 発表場所: 東京大学（文京区、東京都）
  • 年月日: 2015-11-21
• [学会発表] FBXL21 によるユビキチン化を介した CRY タンパク質の安定化メカニズムの解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野辺加織、吉種光、平野有沙、中川智貴、弓本佳苗、中山敬一、深田吉孝
  • 学会等名: 第22回日本時間生物学会学術大会
  • 発表場所: 東京大学（文京区、東京都）
  • 年月日: 2015-11-21
• [学会発表] CRY タンパク質の多面的な安定性制御は概日時計の発振速度を調節する (2015)
  • 著者名/発表者名: 中川智貴、平野有沙、吉種光、尾山大明、秦裕子、ランジャコーンシリパン ダーリン 、深田吉孝
  • 学会等名: 第22回日本時間生物学会学術大会
  • 発表場所: 東京大学（文京区、東京都）
  • 年月日: 2015-11-21
• [学会発表] Circadian epitranscriptomics: Mrna rhythms driven by rhythmic post-transcriptional regulation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hikari Yoshitane, Hideki Terajima, Yoshitaka Fukada
  • 学会等名: EBRS-WCC Congress 2015
  • 発表場所: Manchester, UK
  • 年月日: 2015-08-03
  • 国際学会
• [学会発表] リズミックなA-to-I RNA編集が担う体内時計機構の分子基盤 (2015)
  • 著者名/発表者名: 寺嶋秀騎、吉種光、尾崎遥、鈴木穣、榛葉繁紀、岩崎渉、深田吉孝
  • 学会等名: 第17回日本RNA学会年会
  • 発表場所: ホテルライフォート札幌（札幌市、北海道）
  • 年月日: 2015-07-15
• [学会発表] Circadian control of RNA modification regulates rhythmic gene expression and clock speed. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hideki Terajima, Hikari Yoshitane, Haruka Ozaki, Yutaka Suzuki, Shigeki Shimba, Wataru Iwasaki, and Yoshitaka Fukada
  • 学会等名: Gordon Research Conferences on Chronobiology
  • 発表場所: Girona, Spain
  • 年月日: 2015-06-01
  • 国際学会
• [学会発表] 新しいバイオインフォマティクス技術MOCCSを用いた転写因子CLOCKのDNA結合モチーフの決定. (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉種 光
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川）
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] ゲノムワイドなCLOCKの標的探索が明らかにしたリズミックな転写後制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺嶋 秀騎
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川）
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] 高浸透圧刺激による時計リセットシグナリングおよび遺伝子応答の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 今村 聖路
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川）
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] Resetting of the circadian clock with rapid induction of mammalian E4bp4 gene. (2014)
  • 著者名/発表者名: Aya Sagami
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川）
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] マウス肝臓の概日時計を制御する転写因子複合体のプロテオミクス解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 広瀬 健太郎
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川）
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] OMICS approach toward the mammalian circadian clockwork (2014)
  • 著者名/発表者名: Hikari Yoshitane
  • 学会等名: 第21回日本時間生物学会学術大会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2014-11-07 – 2014-11-09
• [学会発表] 時計因子CLOCKが生み出す転写リズムとリズミックな転写後制御の重要性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 寺嶋 秀騎
  • 学会等名: 第21回日本時間生物学会学術大会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2014-11-07 – 2014-11-09
• [学会発表] DBP の DNA 結合領域の網羅的解析とその翻訳後修飾の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 布川 莉奈
  • 学会等名: 第21回日本時間生物学会学術大会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2014-11-07 – 2014-11-09
• [学会発表] 新しいバイオインフォマティクス技術MOCCSを用いた転写因子CLOCKのDNA結合モチーフの決定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉種 光
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都）
  • 年月日: 2014-10-16 – 2014-10-18
• [学会発表] Genome-wide approach for molecular outputs of the circadian clock in mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hikari Yoshitane
  • 学会等名: Chile-Japan Academic Forum in UTokyo Workshop on Genes, Cells and Organisms
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2014-10-08
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular network of mammalian circadian clockwork (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉種 光
  • 学会等名: WPI-IIIS 第44回セミナー
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2014-10-07
  • 招待講演
• [学会発表] A new method, MOCCS analysis, for determination of CLOCK-binding motifs. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hikari Yoshitane
  • 学会等名: The 30th Anniversary Meeting Sapporo Symposium on Biological Rhythm
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-07-26 – 2014-07-27
• [学会発表] MOCCS analysis for determination of CLOCK-binding motifs. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hikari Yoshitane
  • 学会等名: SRBR 2014(Society for Research on Biological Rhythms)
  • 発表場所: Montana (USA)
  • 年月日: 2014-06-13 – 2014-06-20
• [学会発表] CLOCK ChIP-Seq and Circadian Transcriptome in the Mouse Liver. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hikari Yoshitane
  • 学会等名: Gordon Research Conferences:Chronobiology
  • 発表場所: Rhode Island, USA
• [学会発表] Reexamine the functional roles of E4bp4 in the mammalian circadian clock. (2013)
  • 著者名/発表者名: Aya Sagami
  • 学会等名: Gordon Research Conferences:Chronobiology
  • 発表場所: Rhode Island, USA
• [学会発表] CLOCK-controlled multiple regulations of circadian rhythms through canonical and noncanonical E-boxes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hideki Trajima
  • 学会等名: European Biological Rhythms Society
  • 発表場所: Munchen, Germany
• [学会発表] E4bp4-mediated phase-resetting signals to the circadian clock in mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐上 彩
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜市 パシフィコ横浜
• [学会発表] Analysis of the circadian phase-shift induced by hyperosmotic stress. (2013)
  • 著者名/発表者名: 今村 聖路
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜市 パシフィコ横浜
• [学会発表] CLOCK-ChIP-Seq and Circadian Transcriptome in the Mouse Liver. (2013)
  • 著者名/発表者名: 寺嶋 秀騎
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜市 パシフィコ横浜
• [学会発表] Clock protein complex that regulates the circadian transcriptional cycle in mouse liver. (2013)
  • 著者名/発表者名: 広瀬 健太郎
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜市 パシフィコ横浜
• [学会発表] Proteomics Approaches to Understand Molecular Basis of Mammalian Circadian Clock. (2013)
  • 著者名/発表者名: 広瀬健太郎
  • 学会等名: 12th Human Proteome Organization Congress
  • 発表場所: 横浜市 パシフィコ横浜
• [学会発表] 多様な時計シスエレメントを介した概日リズムの多重制御. (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉種 光
  • 学会等名: 第20回日本時間生物学術大会
  • 発表場所: 東大阪市 近畿大学東大阪キャンパス
• [学会発表] 時計タンパク質CLOCKとBMAL1のリン酸化リズムとその制御. (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉種 光
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸市 神戸ポートアイランド
• [図書] ブルーライトテキストブック (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉種光、深田吉孝
  • 出版者: 金原出版
• [図書] Protein modifications pace the circadian oscillation of biological clocks (2015)
  • 著者名/発表者名: Hikari Yoshitane and Yoshitaka Fukada
  • 出版者: Springer
• [図書] ブレインサイエンス・レビュー 2015 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉種光
  • 出版者: ブレインサイエンス振興財団
• [図書] Protein Modifications in Pathogenic Dysregulation of Signaling (2015)
  • 著者名/発表者名: Hikari Yoshitane and Yoshitaka Fukada
  • 出版者: Springer
• [備考] 深田研ホームページ
  • URL: http://www.biochem.s.u-tokyo.ac.jp/fukada-lab/
• [備考] Japan Prize 研究者ブログ
  • URL: http://blog2015yoshitane.japanprize.jp
• [備考] 深田研ホームページ
  • URL: http://www.biochem.s.u-tokyo.ac.jp/fukada-lab/index-j.html
• [備考] 東京大学理学部 Research news
  • URL: http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/research-news/molecular-mechanism-behind-circadian-rhythm/
• [備考] 研究室ホームページ 研究ハイライト
  • URL: http://www.biochem.s.u-tokyo.ac.jp/fukada-lab/research-highlights/rh2008/yoshitane2014-j.html