2000 年度実績報告書

体内時計の光位相同調とメラトニン出力系の調節メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号	11233202
研究機関	東京大学
研究代表者	深田吉孝東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (80165258)
研究分担者	森山芳則岡山大学, 薬学部, 教授 (10150658) 岡野俊行東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (40272471)
キーワード	松果体 / 概日時計 / 時計遺伝子 / MAPキナーゼ / メラトニン / シナプス小胞様オルガネラ / グルタミン酸作動系 / 小胞型グルタミン酸トランスポーター
研究概要	交付申請書に記載の研究目的に従い、ニワトリやラットの松果体における体内時計の光入力系・メラトニン出力系について研究を遂行し以下の成果を得た。 (1)ニワトリ松果体に発現する概日時計遺伝子を単離した。その結果、哺乳類で同定されたBmal1,Clock,Per2の各オルソログに加え、新規Bmal1ホモログを発見しBmal2と命名した。BMAL1と同様、cBMAL2もcCLOCKと会合し、それぞれE-boxを介した転写を活性化するが、cBMAL2-cCLOCK複合体は、cBMAL2の用量依存的に転写活性化とその抑制を引き起こし、E-boxを介した新たな転写の調節メカニズムが示唆された。(2)ニワトリ松果体(あるいはカエル網膜)でMAPキナーゼ(MAPK)活性が明暗・恒暗条件下で日周変動すること、さらに暗期における光刺激により不活性化されることを見出した。MAPKの上流キナーゼであるMEKの活性を一時的に阻害するとメラトニンリズムの位相がシフトすることから、MAPKカスケードが松果体や網膜の概日時計システムにおいて重要な役割を果たすことが明らかになった。また、光によるMAPKの不活性化は、MAPKを脱リン酸化するフォスファターゼの光活性化によることを見出した。(3)ラット松果体に含まれるグルタミン作動系はメラトニン合成の抑制系として機能していると考えられる。このグルタミン作動系の構成因子を解析した。まず、出力系であるシナプス小胞様オルガネラの内部pHを定量すると共に、シナプス小胞様オルガネラに存在する小胞型グルタミン酸輸送体を同定した。また、松果体に発現しているグルタミン酸受容体を同定した。(4)ラット松果体に存在する新規グルタミン酸輸送体のcDNAをクローン化し、発現系を用いてその性質を解析した。更に、松果体に含まれるDアスパラギン酸の細胞内局在性とメラトニン合成阻害機構を調べた。

研究成果
(24件)

すべてその他

すべて文献書誌 (24件)

[文献書誌] Sanada,K.: "Role of circadian activation of mitogen-activated protein kinase in chicken pineal clock oscillation."J.Neurosci.. 20. 986-991 (2000)
[文献書誌] Kojima,D.: "Vertebrate ancient-long opsin : A green-sensitive photoreceptive molecule present in zebrafish deep brain and retinal horizontal cells."J.Neurosci.. 20. 2845-2851 (2000)
[文献書誌] Okano,K.: "Diversity of opsin immunoreactivities in the extraretinal tissues of four anuran amphibians."J.Exp.Zool.. 286. 136-142 (2000)
[文献書誌] Matsushita,A.: "Colocalization of pinopsin with two types of G-protein α-subunits in the chicken pineal gland."Cell Tissue Res.. 299. 245-251 (2000)
[文献書誌] Kasahara,T.: "Rod-type transducin α-subunit mediates a phototransduction pathway in the chicken pineal gland."J.Neurochem.. 75. 217-224 (2000)
[文献書誌] Harada,Y.: "Circadian activation of bullfrog retinal mitogen-activated protein kinase associates with oscillator function."J.Biol.Chem.. 275. 37078-37085 (2000)
[文献書誌] Wada,Y.: "Phototransduction molecules in the pigeon deep brain."J.Comp.Neurol.. 428. 138-144 (2000)
[文献書誌] Moriyama,Y.: "Synaptic-like microvesicles,synaptic vesicle couterparts in endocrine cells, are involved in a novel regulatory mechanism for hormonal synthesis and secretion."J.Exp.Biol.. 203. 117-125 (2000)
[文献書誌] Yatsushiro,S.: "Ionotropic glutamate receptors expressed in rat pinealocytes are involved in exocytosis of L-glutamate."J.Neurochem.. 75. 288-297 (2000)
[文献書誌] Yatsushiro,S.: "Glutamate receptor subunit δ2 is highly expressed in a novel population of glial-like cells in rat pineal glands in culture."J.Neurochem.. 75. 1115-1122 (2000)
[文献書誌] Takeda,M.: "Ionotropic glutamate receptors expressed in human retinoblastoma Y79 cells."Neurosci.Lett.. 294. 97-100 (2000)
[文献書誌] Hayashi,M.: "Vacular H^+-ATPase localizad in plasma membranes of malaria parasite cells,Plasmodium falciparum, is in volved in regional acidification of parasaitized erythrocytes."J.Biol.Chem.. 275. 34353-34358 (2000)
[文献書誌] Hirota,T.: "Effect of brefeldin A on malatonin secretion of chick pineal cells."J.Biochem.. 129. 51-59 (2001)
[文献書誌] Nakamura,A.: "Regulatory mechanism for stability of meta II intermediate of pinopsin."J.Biochem. 129. 329-334 (2001)
[文献書誌] Okano,T.: "Cloning of mouse BMAL2 and its daily expression profile in the suprachiasmatic nucleus : a remarkable acceleration of Bmal2 sequence divergence after Bmal gene duplication."Neurosci.Lett.. 300. 111-114 (2001)
[文献書誌] Okano,T.: "Photoreceptor and circadian clock system of the chicken pineal gland."Microscopy Research and Technique. (in press). (2001)
[文献書誌] Yoshikawa,T.: "Immunohistochemical localization of opsins and alpha-subunit of transducin in the pineal complex and deep brain of the Japanese grass lizard, Takydromus tachydromoides."Zool.Sci.. (in press). (2001)
[文献書誌] Hayashi,Y.: "Circadian and photic regulation of MAP kinase by Ras-and protein phosphatase-dependent pathway in the chick pineal gland."FEBS Lett.. (in press). (2001)
[文献書誌] Yamada,H.: "Ca^<2+>-dependent exocytosis of L-glutamate by αTC6, clonal mouse pancreatic αcells."Diabetes. (in press). (2001)
[文献書誌] 吉川朋子: "脳内光受容分子."脳の科学特集『生物時計』. 22(5). 527-532 (2000)
[文献書誌] 深田吉孝: "松果体とサーカディアンリズム."Clinical Neuroscience特集「サーカディアンリズムのしくみと働き」. 18(10). 1147-1149 (2000)
[文献書誌] Okano,T.: "Photoreceptors in pineal gland and brain : Cloning, localization and over-expression.(分担執筆)"Methods in Enzymology"on"Vertebrate Phototransduction and the Visual Cycle"(K.Palczewski,ed.)"Academic Press. 849(278-291) (2000)
[文献書誌] Matsuda,T.: "Functional analysis of farnesylation and methylation of transducin."Methods in Enzymology"on"Vertebrate Phototransduction and the Visual Cycle"(K.Palczewski,ed.)"Academic Press. 849(465-481) (2000)
[文献書誌] 深田吉孝: "光を感じる脳.(分担執筆)『生き物はどのように世界を見ているか』(和田勝編)"学会出版センター(in press). (2001)

2000 年度 実績報告書

体内時計の光位相同調とメラトニン出力系の調節メカニズム

研究代表者

深田 吉孝 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (80165258)

研究成果

[文献書誌] Sanada,K.: "Role of circadian activation of mitogen-activated protein kinase in chicken pineal clock oscillation."J.Neurosci.. 20. 986-991 (2000)

[文献書誌] Kojima,D.: "Vertebrate ancient-long opsin : A green-sensitive photoreceptive molecule present in zebrafish deep brain and retinal horizontal cells."J.Neurosci.. 20. 2845-2851 (2000)

[文献書誌] Okano,K.: "Diversity of opsin immunoreactivities in the extraretinal tissues of four anuran amphibians."J.Exp.Zool.. 286. 136-142 (2000)

[文献書誌] Matsushita,A.: "Colocalization of pinopsin with two types of G-protein α-subunits in the chicken pineal gland."Cell Tissue Res.. 299. 245-251 (2000)

[文献書誌] Kasahara,T.: "Rod-type transducin α-subunit mediates a phototransduction pathway in the chicken pineal gland."J.Neurochem.. 75. 217-224 (2000)

[文献書誌] Harada,Y.: "Circadian activation of bullfrog retinal mitogen-activated protein kinase associates with oscillator function."J.Biol.Chem.. 275. 37078-37085 (2000)

[文献書誌] Wada,Y.: "Phototransduction molecules in the pigeon deep brain."J.Comp.Neurol.. 428. 138-144 (2000)

[文献書誌] Moriyama,Y.: "Synaptic-like microvesicles,synaptic vesicle couterparts in endocrine cells, are involved in a novel regulatory mechanism for hormonal synthesis and secretion."J.Exp.Biol.. 203. 117-125 (2000)

[文献書誌] Yatsushiro,S.: "Ionotropic glutamate receptors expressed in rat pinealocytes are involved in exocytosis of L-glutamate."J.Neurochem.. 75. 288-297 (2000)

[文献書誌] Yatsushiro,S.: "Glutamate receptor subunit δ2 is highly expressed in a novel population of glial-like cells in rat pineal glands in culture."J.Neurochem.. 75. 1115-1122 (2000)

[文献書誌] Takeda,M.: "Ionotropic glutamate receptors expressed in human retinoblastoma Y79 cells."Neurosci.Lett.. 294. 97-100 (2000)

[文献書誌] Hayashi,M.: "Vacular H^+-ATPase localizad in plasma membranes of malaria parasite cells,Plasmodium falciparum, is in volved in regional acidification of parasaitized erythrocytes."J.Biol.Chem.. 275. 34353-34358 (2000)

[文献書誌] Hirota,T.: "Effect of brefeldin A on malatonin secretion of chick pineal cells."J.Biochem.. 129. 51-59 (2001)

[文献書誌] Nakamura,A.: "Regulatory mechanism for stability of meta II intermediate of pinopsin."J.Biochem. 129. 329-334 (2001)

[文献書誌] Okano,T.: "Cloning of mouse BMAL2 and its daily expression profile in the suprachiasmatic nucleus : a remarkable acceleration of Bmal2 sequence divergence after Bmal gene duplication."Neurosci.Lett.. 300. 111-114 (2001)

[文献書誌] Okano,T.: "Photoreceptor and circadian clock system of the chicken pineal gland."Microscopy Research and Technique. (in press). (2001)

[文献書誌] Yoshikawa,T.: "Immunohistochemical localization of opsins and alpha-subunit of transducin in the pineal complex and deep brain of the Japanese grass lizard, Takydromus tachydromoides."Zool.Sci.. (in press). (2001)

[文献書誌] Hayashi,Y.: "Circadian and photic regulation of MAP kinase by Ras-and protein phosphatase-dependent pathway in the chick pineal gland."FEBS Lett.. (in press). (2001)

[文献書誌] Yamada,H.: "Ca^<2+>-dependent exocytosis of L-glutamate by αTC6, clonal mouse pancreatic αcells."Diabetes. (in press). (2001)

[文献書誌] 吉川朋子: "脳内光受容分子."脳の科学特集『生物時計』. 22(5). 527-532 (2000)

[文献書誌] 深田吉孝: "松果体とサーカディアンリズム."Clinical Neuroscience特集「サーカディアンリズムのしくみと働き」. 18(10). 1147-1149 (2000)

[文献書誌] Okano,T.: "Photoreceptors in pineal gland and brain : Cloning, localization and over-expression.(分担執筆)"Methods in Enzymology"on"Vertebrate Phototransduction and the Visual Cycle"(K.Palczewski,ed.)"Academic Press. 849(278-291) (2000)

[文献書誌] Matsuda,T.: "Functional analysis of farnesylation and methylation of transducin."Methods in Enzymology"on"Vertebrate Phototransduction and the Visual Cycle"(K.Palczewski,ed.)"Academic Press. 849(465-481) (2000)

[文献書誌] 深田吉孝: "光を感じる脳.(分担執筆)『生き物はどのように世界を見ているか』(和田勝 編)"学会出版センター(in press). (2001)

2000 年度実績報告書

深田吉孝東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (80165258)

[文献書誌] 深田吉孝: "光を感じる脳.(分担執筆)『生き物はどのように世界を見ているか』(和田勝編)"学会出版センター(in press). (2001)