酸素を基軸とする生物リズムの分子基盤に迫る

• 研究領域: 酸素を基軸とする生命の新たな統合的理解
• 研究課題/領域番号: 15H01395
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 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: 吉種 光 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (70569920)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016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); 2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: シグナル伝達 / 脳・神経 / 行動学 / ストレス / 概日時計

研究実績の概要

概日時計の自律的な発振や外界シグナルへの時刻同調メカニズムにおいて、時計タンパク質の翻訳後修飾は極めて重要な役割を果たす。我々は、時計タンパク質CLOCKとBMAL1が時刻依存的なリン酸化制御を受け、DNA結合能や安定性が巧妙に制御されていることを明らかにした。最近では、CLOCK-BMAL1複合体をリン酸化するキナーゼとしてJNKとCaMKIIを同定し、いずれも概日時計の環境適応に必須なシグナルセンサーとして働く可能性を報告した。本研究ではMAPKシグナルの上流因子ASKファミリーに着目した研究を展開した。ASK1-3遺伝子の3重欠損マウス(TKO)を利用し、初年度にはTKOマウスの輪回し行動測定を行い、夜間の光照射に対する行動リズムの位相や周期の制御に異常が見られることを報告した。さらに、ASKを介した細胞内シグナルは生物時計に強い影響を与える可能性が考えられたため、ASK-TKOマウス由来のマウス線維芽細胞を樹立した。この実験では、細胞リズムの可視化を目的として時計タンパク質PER2にルシフェラーゼが融合したPER2::Lucマウスを利用し、このマウスとASK-TKOマウスとを交配して細胞を樹立した。本年度には、この細胞株を利用して、ASKの活性変化が実際に培養細胞の時計振動に対して強い影響を与えるか否かを観察した。まず、レドックス状態の変化を模倣して培養培地の浸透圧を変化させると、ASK活性の上昇または下降に伴って、細胞時計のリズム位相が変化した。さらに、ASK活性を恒常的に上昇または下降させると、細胞時計のリズム周期が短周期化または長周期化することが判明した。実際に、細胞のレドックス状態を変化させた場合にも同様な時計の周期と位相の変化が観察された。さらに重要なことに、これらの刺激に伴う細胞時計への影響は、ASK-KO細胞では見られなくなることを示した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] マンチェスター大学(英国)
• [国際共同研究] マンチェスター大学(英国)
• [雑誌論文] SCOP/PHLPP1β mediates circadian regulation of long-term recongnition memory. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kimiko Shimizu, Yodai Kobayashi, Erika Nakatsuji, Shigeki Shimba, Maya Yamazaki, Kenji Sakimura and Yoshitaka Fukada.
  • 雑誌名: Nat. Commun. 巻: 7 号: 1 ページ: 12926-12926
  • DOI: 10.1038/ng.3731
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] USP7 and TDP-43: Pleiotropic regulation of Cryptochrome protein stability paces the oscillation of the mammalian circadian clock. (2016)
  • 著者名/発表者名: Arisa Hirano, Tomoki Nakagawa, Hikari Yoshitane, Masaaki Oyama, Hiroko Kozuka-Hata, Darin Lanjakornsiripoan, and Yoshitaka Fukada
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 11 号: 4 ページ: e0154263-e0154263
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0154263
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [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
• [学会発表] Circadian epitranscriptome: ADAR2 catalyzes circadian A-to-I editing and regulates RNA rhythm. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hikari Yoshitane, Hideki Terajima, Yoshitaka Fukada.
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会（口頭）
  • 発表場所: アクトシティ浜松（静岡県・浜松市）
  • 年月日: 2017-03-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Molecular basis in clock genes to control synchronous circadian oscillation (2017)
  • 著者名/発表者名: Teruya Tamaru, Genki Kawamura, Hikari Yoshitane,Yoshitaka Fukada, Takeaki Ozawa, Ken Takamatsu
  • 学会等名: 第94回日本生理学会大会（口頭）
  • 発表場所: アクトシティ浜松（静岡県・浜松市）
  • 年月日: 2017-03-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 細胞ストレスは概日時計を制御する (2017)
  • 著者名/発表者名: 今村 聖路、吉種 光、深田 吉孝
  • 学会等名: 生物科学専攻リトリート2017
  • 発表場所: 松乃井（みなかみ町・群馬県）
  • 年月日: 2017-03-06
• [学会発表] 出力リズムを担うDBPとE4BP4のDNA結合配列の探索 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅野 吉政、吉種 光、尾崎 遼、鈴木 穣、寺嶋 秀騎、岩崎 渉、深田 吉孝
  • 学会等名: 生物科学専攻リトリート2017
  • 発表場所: 松乃井（みなかみ町・群馬県）
  • 年月日: 2017-03-06
• [学会発表] 概日性転写因子DBPのタンパク質分解の制御機構 (2017)
  • 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: 生物科学専攻リトリート2017
  • 発表場所: 松乃井（みなかみ町・群馬県）
  • 年月日: 2017-03-06
• [学会発表] 温度シグナルは概日時計制御する (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉田 賢人、今村 聖路、吉種 光、深田 吉孝
  • 学会等名: 生物科学専攻リトリート2017
  • 発表場所: 松乃井（みなかみ町・群馬県）
  • 年月日: 2017-03-06
• [学会発表] 細胞ストレスに応答は哺乳類の概日時計を制御する (2017)
  • 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京2017
  • 発表場所: 東京大学（東京都・文京区）
  • 年月日: 2017-02-21
• [学会発表] ユビキチン化酵素FBXL3 とFBXL21が概日時計振動を安定に維持する作用機序 (2017)
  • 著者名/発表者名: 野辺 加織、吉種 光、深田 吉孝
  • 学会等名: 時間生物フォーラム東京2017
  • 発表場所: 東京大学（東京都・文京区）
  • 年月日: 2017-02-21
• [学会発表] 体内時計の分子的アプローチから温度生物学に迫る (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉種 光, 深田 吉孝
  • 学会等名: 新学術領域研究「温度生物学」第2回若手の会（口頭）
  • 発表場所: ホテル東海園, (愛知県・蒲郡市)
  • 年月日: 2017-01-18
• [学会発表] A-to-I RNA編集酵素は体内時計からの出力リズムの鍵分子である (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉種 光、寺嶋 秀騎、尾崎 遼、岩崎 渉、深田 吉孝
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会（ポスター）
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市)
  • 年月日: 2016-12-02
• [学会発表] 概日時計は細胞ストレスに応答する (2016)
  • 著者名/発表者名: 今村 聖路、吉種 光、服部 一輝、山口 光男、名黒 功、一條 秀憲、深田 吉孝
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市)
  • 年月日: 2016-12-02
• [学会発表] ユビキチン化酵素FBXL21によるCRYタンパク質の安定化機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野辺 加織、吉種 光、平野 有沙、深田 吉孝
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市)
  • 年月日: 2016-12-02
• [学会発表] 時計タンパク質DBPの分解を制御するE３リガーゼの機能解析 (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: 新学術領域研究「ユビキチンネオバイオロジー」班会議
  • 発表場所: シャトレーゼ ガトーキングダムサッポロ（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-11-16
• [学会発表] 時計蛋白質FBXL3とFBXL21のドメイン解析に基づくCRYの安定的制御機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野辺 加織、吉種 光、弓本 佳苗、中山 敬一、深田 吉孝
  • 学会等名: 新学術領域研究「ユビキチンネオバイオロジー」班会議
  • 発表場所: シャトレーゼ ガトーキングダムサッポロ（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-11-16
• [学会発表] A-to-I RNA編集酵素は体内時計からの出力リズムの鍵分子である (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉種 光、寺嶋 秀騎、尾崎 遼、鈴木 穣、岩崎 渉、深田 吉孝
  • 学会等名: 第23回日本時間生物学会学術大会（ポスター）
  • 発表場所: 名古屋大学 (愛知県・名古屋市)
  • 年月日: 2016-11-12
• [学会発表] 細胞ストレスと概日時計の分子的連関 (2016)
  • 著者名/発表者名: 今村 聖路、吉種 光、服部 一輝、山口 光男、名黒 功、一條 秀憲、深田 吉孝
  • 学会等名: 第23回日本時間生物学会学術大会
  • 発表場所: 名古屋大学 (愛知県・名古屋市)
  • 年月日: 2016-11-12
• [学会発表] 出力リズムを担うDBPとE4BP4のDNA結合配列の探索 (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、岩崎 渉、深田 吉孝
  • 学会等名: 第23回日本時間生物学会学術大会
  • 発表場所: 名古屋大学 (愛知県・名古屋市)
  • 年月日: 2016-11-12
• [学会発表] Molecular mechanism of a link between cellular stress and circadian clock (2016)
  • 著者名/発表者名: Kiyomichi Imamura, Hikari Yoshitane, Kazuki Hattori, Mitsuo Yamaguchi, Isao Naguro, Hidenori Ichijo and Yoshitaka Fukada
  • 学会等名: IGER International Symposium on Biological Rhythms
  • 発表場所: 名古屋大学 (愛知県・名古屋市)
  • 年月日: 2016-11-11
  • 国際学会
• [学会発表] 哺乳類の概日時計機構におけるRNA編集酵素の重大な役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉種 光、寺嶋 秀騎、尾崎 遼、鈴木 穣、岩崎 渉、深田 吉孝
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会（口頭）
  • 発表場所: 仙台国際センター(宮城県・仙台市)
  • 年月日: 2016-09-27
• [学会発表] 体内時計が生み出すmRNAの転写後修飾リズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉種 光、寺嶋 秀騎、尾崎 遼、鈴木 穣、岩崎 渉、深田 吉孝
  • 学会等名: 新学術領域研究「温度生物学」第1回領域会議（ポスター）
  • 発表場所: 札幌市教育文化会館（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-06-29
• [学会発表] 酸素生物学 と 体内時計 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉種 光、深田 吉孝
  • 学会等名: 新学術領域研究「酸素生物学」第３回全体班会議（口頭）
  • 発表場所: 東京大学（東京都・文京区）
  • 年月日: 2016-05-28
• [学会発表] Impact roles of the RNA Editing Enzyme in the mammalian circadian clockwork (2016)
  • 著者名/発表者名: Hikari Yoshitane, Hideki Terajima, Haruka Ozaki, Yutaka Suzuki, Wataru Iwasaki and Yoshitaka Fukada
  • 学会等名: 新学術領域研究「酸素生物学」第３回全体班会議（ポスター）
  • 発表場所: 東京大学（東京都・文京区）
  • 年月日: 2016-05-28
• [学会発表] Apoptosis signal-regulating kinaseによる細胞外刺激と概日時計機構の媒介 (2016)
  • 著者名/発表者名: 今村 聖路、吉種 光、服部 一輝、山口 光男、名黒 功、一條 秀憲、深田 吉孝
  • 学会等名: 新学術領域研究「酸素生物学」第３回全体班会議
  • 発表場所: 東京大学（東京都・文京区）
  • 年月日: 2016-05-28
• [学会発表] Impact roles of the RNA Editing Enzyme in the mammalian circadian clockwork (2016)
  • 著者名/発表者名: Hikari Yoshitane, Hideki Terajima, Haruka Ozaki, Yutaka Suzuki, Wataru Iwasaki and Yoshitaka Fukada
  • 学会等名: Society for Research on Biological Rhythms 2016
  • 発表場所: Innisbrook Golf Resort (USA Florida)
  • 年月日: 2016-05-22
  • 国際学会
• [学会発表] The chondrocyte clock gene Bmal1controls cartilage homeostasis and integrity (2016)
  • 著者名/発表者名: Michal Dudek, Nicole Gossan, Nan Yang, Hee-Jeong Im, Jayalath Ruckshanthi, Hikari Yoshitane, Xin Li, Yoshitaka Fukada, Ray Boot-Handford, Qing-Jun Meng: Dudek M, Gossan N, Yang N, Hee-Jeong Im, Jayalath Ruckshanthi, Hikari Yoshitane, Xin Li, Yoshitaka Fukada, Ray Boot-Handford, Qing-Jun Meng
  • 学会等名: Society for Research on Biological Rhythms 2016
  • 発表場所: Innisbrook Golf Resort (USA Florida)
  • 年月日: 2016-05-22
  • 国際学会
• [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] Circadian epitranscriptomics: Mrna rhythms driven by rhythmic post-transcriptional regulation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hikari Yoshitane, Hideki Terajima, Yoshitaka Fukada
  • 学会等名: 酸素生物学・ダインイングコード合同若手会議
  • 発表場所: 一宮シーサイドオーツカ（一宮町、千葉県）
  • 年月日: 2016-01-27
  • 招待講演
• [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] 酸素を基軸とする生物リズムの分子基盤に迫る (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉種光
  • 学会等名: 第2回新学術領域研究「酸素生物学」全体班会議
  • 発表場所: 京都大学（京都市、京都府）
  • 年月日: 2015-05-31
  • 招待講演
• [図書] 生体の科学「時計タンパク質の翻訳後修飾による体内時計制御」 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉種光、深田吉孝
  • 出版者: 金原出版
• [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] 概日時計はRNA編集酵素ADAR2を介してRNA編集のリズムを生み出しRNAのリズムの出力を制御する (2016)
  • 著者名/発表者名: 寺嶋秀騎、吉種光、深田吉孝
  • 総ページ数: 1
  • 出版者: ライフサイエンス新着論文レビュー
• [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
• [図書] ブレインサイエンス・レビュー 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
• [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