生物学的測時機構の系統的解析

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05044141
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 本間 研一 北海道大学, 医学部, 教授 (40113625)
• 研究分担者: YOUNG Michae ロックフェラー大学, ハワード・ヒュース研究所, 教授 ; TUREK Fred.W ノースウエスタン大学, 理学部, 教授 ; TAKAHASHI Jo ノースウエスタン大学, 理学部, 教授 ; MANAKER Mich ヴァージニア大学, 理学部, 教授 ; THORNER Mich ヴァージニア大学, 医学部, 教授 ; BLOCK Gene.D ヴァージニア大学, 理学部, 教授 ; 安倍 博 北海道大学, 医学部, 助手 (80201896) ; 柴田 重信 九州大学, 薬学部, 助手 (10162629) ; 海老原 史樹文 名古屋大学, 農学部, 助教授 (50135331) ; 本間 さと 北海道大学, 医学部, 助教授 (20142713) ; 井上 慎一 三菱化成生命科学研究所, 主任研究員 ; 中島 秀明 岡山大学, 理学部, 教授 (70142007) ; 高橋 清久 国立精神神経センター, 武蔵病院, 院長 (30073076) ; 青木 清 上智大学, 生命科学研究所, 教授 (70101029) ; 千葉 善彦 山口大学, 理学部, 教授 (30004310)
• キーワード: サーカディアンリズム / 生物時計 / 時計遺伝子 / 振動共役 / 視交叉上核 / 興奮性アミノ酸 / 位相反応 / 老化

研究概要

1)生物振動の分子機構、2)生物振動が測時機構として働くメカニズム、3)生物学的測時機構の機能調節メカニズム、について以下の実績を得た。
1)中島は、アカパンカビのクロルプロマジン感受性変異株を分離し、その時計機構にカルモジュリンが関与していることを示した。井上は、ラット視交叉上核へのセロトニン入力が視交叉上核VIPmRNAリズムの発現に関与していることを明らかにした。M.Youngは、無周期ショウジョウバエの、J.Takahashiは、誘導変異マウスの遺伝子解析を行った。
2)千葉は、コオロギ視葉神経細胞(時計細胞)の電気活動リズムを測定し、セロトニンがリズム共役に関する伝達物質であることを示した。柴田は、視神経刺激に対するラット視交叉上核電場電位やVIP放出反応が興奮性アミノ酸受容体阻害剤で阻止されることを示した。海老原は、リズム位相変位に関する作用スペクトルから、網膜視細胞が退化消失するrdマウスでは1種類の視物質しか関与していないことを示した。G.Blockは、アメフラシ網膜神経細胞における膜電位を、M.Menakerは、周期変異ハムスターの振動共役を解析した。
3)青木は、ラット視交叉上核において時刻特異的に発現する遺伝子群をスクリーニングし、CT22でのみ発現する遺伝子を見い出した。本間さとは、脳内微量還流法を用いてラット視交叉上核近傍で分泌される興奮性アミノ酸に暗期に上昇する内因性の24時間リズムを見い出した。本間研一は、ヒト血中メラトニン概日リズムの位相変位反応の閾値が光抑制反応の閾値よりも高いことを示した。高橋は、老齢ラットでは行動リズムのフリーラン周期が短縮し、再同調機能が低下していることを示し、可齢による時計機能の変化を示唆した。F.Turekは、ハムスター行動リズムの非光同調の神経機構を、M.Thornerは、GnRHのパスルジェネレータの神経機構を解析した。

研究成果

• [文献書誌] Shinohara. K., et al.,: "Circadian rhythm in the release of vasoactive intestinal polypeptide and vasopressin in organotyptic slice culture of rat supra-chiasmatic nucleus." Neurosci. Lett.170. 183-186 (1994)
• [文献書誌] Mitome, M. et al.,: "Prefeeding increase in paraventricular noradrenaline release is regulated by a feeding-associated rhythm inrats." Am. J. Physiol.266. E606-E611 (1994)
• [文献書誌] Kanematsu, N., et al.,: "Immediate response to light of rat pineal melatonin rhythm: analysis by in vivo microdialysis." Am. J. Physiol.266. R1849-R1855 (1994)
• [文献書誌] Honma, K. et al.,: "Differential effects of bright light and social cues on reentrainment of human circadian rhythms." Am. J. Physiol.268. R201-R210 (1995)
• [文献書誌] Gotou, R, R. Kaue, et al.: "Effects of temperature on the circadian conidiation rhythm of temperature-sensitive mutants of Neurospora crassa." Plant & Cell Physiol.35. 613-618 (1994)
• [文献書誌] Nakashima, H.: "Circadian rhythms in plants: strategies for analysis" J. Plant Res.106. 283-288 (1993)
• [文献書誌] Cagampnag, F.R.A., et al.: "Diurnal and circadian changes of serotonin in the suprachiasmatic nucleus: regulation by light and an endogenous pacemaker." Brain Res.639. 175-179 (1994)
• [文献書誌] Tominaga, K., et al.: "Organotypic slice culture of the rat supra-chiasmatic nucleus: sustenance of organotypic architecture and circadian rhythm." Neurosci.59. 1025-1042 (1994)
• [文献書誌] Shibata, S. et al.: "N-methyl- D-aspartate induces phase shifts of the circadian rhythm of neuronal activity of rat suprachiasmatic nucleus in vitro." Am. J. Physiol.267. R360-R364 (1994)
• [文献書誌] Shibata, S. et al.: "Calmodulin inhiitors produce phase shifts of circadian rhythms in vivo and in vitro." J. Biol. Rhythms.9. 27-42 (1994)
• [文献書誌] Veldhuis, A. at al.: "Ultradian endocrine rhythms are altered by a circadian mutation in the Syrian hamster." Endocrinology. 135. 712-718 (1994)
• [文献書誌] Vanreeth, O. et al.: "Grafting fetal suprachiasmatic nuclei in the hypothalamus of old hamsters restores responsiveness of the circadian clock to a phase-shifting stimulus." Brain Research. 643. 338-342 (1994)
• [文献書誌] Hiroshige, T. and K. Homma: "Evolution of Circadian Clock" Hokkaido University Press, 428 (1994)