昆虫の測時機構に対してメラトニンが関与する可能性

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08740640
• 研究機関: 聖マリアンナ医科大学
• 研究代表者: 伊藤 正則 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 講師 (30257349)
• キーワード: Melatonin / Hydroxyindole-O-methyltransferase / Serotonin N-acetyltransferase / Silkworm / Bombyx mori / Cricket / Gryllus bimaculatus / Circadian clock

研究概要

melatonin合成酵素の1つであるhydroxyindole-O-methyltransferase(HIOMT)活性の新しい測定法を確立した。この方法は組織ホモジェネートに基質であるN-acetylsero-toninとS-adenosyl-Lmethionineを加えて、反応後、生成したmelatoninをHPLCで分離,定量するものである。従来のradioenzymatic assayと比較して、この方法はHIOMT活性を特異性高く測定することを可能にした。次に、このHIOMT測定法を用いて、カイコBombix mori頭部にHIOMT活性が存在することを明らかにした。また、カイコ頭部HIOMTの基質に対するMichaelis定数はこれまでに報告されていたラット松果体や網膜の2〜3倍高いものであることが解った。さらに、カイコを12時間明期、12時間暗期下で飼育すると、頭部HIOMT活性は明期に低く、暗期に高い日周変化を示し、この変化は恒暗条件下で飼育した場合でも維持されるが、恒明条件下では消失することを見いだした。従って、カイコ頭部HIOMT活性はサーカデイアンリズムを示し、このリズムは明暗周期に同調することが主張される。私達はカイコ頭部のmelatonin含量とmelatonin合成酵素の1つであるserotonin N-acetyltransferase(NAT)がHIOMT活性と同様の変化を示すことを以前報告した。この報告を併せると、カイコ頭部におけるmelatonin合成リズムはNATとHIOMTの両者によって制御されているのではないかと推測される。
次に、コオロギGryllus bimaculatus胚にmelatoninやNAT活性が存在することを発見した。さらに、コウロギ胚のNAT活性はサーカデイアンリズムを示すことから、胚にはおおよそ24時間の周期を測る時計機構(circadian clock)が存在することが明かとなった。

研究成果

• [文献書誌] Sumi,Y.,Itoh,M.T.,Muraki,T.,Suzuki,T.: "Histochemical stainining of cadmium with 2- (8-quinolilazo) -4,5-diphenylimidazole" Histochem.Cell Biol.106. 223-227 (1996)
• [文献書誌] Nakamura,T.,Itoh,M.T.,et al.: "Influence of photoperiod duration on fecal androgen content in migratory reed bunting Emberiza schoeniclus and non-migratory meadow bunting Emberiza cioides males" Jap.J.Ornithol.45. 159-165 (1996)
• [文献書誌] Itoh,M.T.,Hattori,A.,Sumi,Y.: "Hydroxyindole-O-methyltransferase activity assay using high-performance liquid chromatography with fluorometric detection :" J.Chromatogr.(in press). (1997)