概日リズム制御におけるCRYタンパクの役割

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12050225
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 藤堂 剛 京都大学, 放射線生物研究センター, 教授 (90163948)
• キーワード: 紫外線損傷 / 概日リズム / 青色光 / DNA修復 / クリプトクローム / CRYたんぱく

研究概要

光回復酵素の作用メカニズムを解明するとともに、光回復酵素・青色光受容体タンパクファミリーの全体像を明らかにすることを目指している。
CRYタンパクについては、マウス、ゼブラフィッシュ、ショウジョウバエを用い、その機能解析を行っている。CRYタンパクは光回復酵素に由来する事から、当初概日リズムの光受容体であろうと考えられた。ショウジョウバエでは概日リズムの光受容ステップに働いている事が分かった。ところが、マウスにおいては意外な結果となった。マウスには2種の青色光受容体遺伝子が存在するが、各々の遺伝子のノックアウトマウスを作成し、その表現型を観察した。mCry1,mCry2各々の遺伝子をノックアウトしたマウスは、行動リズムの周期が、それぞれ短くまたは長くなっていた。これらからダブルノックアウトマウスを作成し、その行動リズムを観察したところ、恒暗条件では、全くリズムを失った。この事は、この遺伝子が概日リズムの時計本体として機能していることを示している。しかしながら、CRYタンパクが光受容体として機能している事を否定するものではない。更に、この事を確かめるために、ゼブラフィッシュからCRY遺伝子をクローニングしin vivo、in vitroでの解析系を確立し、これらのタンパクの作用メカニズムの解明を目指している。

研究成果

• [文献書誌] E.Otoshi et al.: "Respective roles of cyclobutane pyrimidine dimers,(6-4)photoproducts and minor photoproducts in UV mutagenesis of repair deficient xeroderma pigmentosum A cells."Cancer Res.. 60. 1729-1735 (2000)
• [文献書誌] K.Hitomi et al.: "Bacterial cryptochrome and photolyase : characterization of two photolyase-like genes of Synechocystis sp. PCC6803."Nucleic Acids Res.. 28. 2353-2362 (2000)
• [文献書誌] Y.Kobayashi et al.: "Molecular analysis of zebrafish photolyase/cryptochrome family : Two types cryptochromes present in zebrafish. "Genes to Cells. 5. 725-738 (2000)
• [文献書誌] K.Hitomi et al.: "Role of two histidines in the(6-4) photolyase reaction."J.Biol.Chem.. (in press).
• [文献書誌] T.Ishikawa et al.: "Mutagenic and non-mutagenic bypass of DNA lesions by Drosophila DNA polymerases dpolη and dpolι"J.Biol.Chem.. (in press).
• [文献書誌] 藤堂剛: "遺伝子医学"概日時計の遺伝子. 173-177 (2000)
• [文献書誌] 藤堂剛: "生物の光損傷とその防御機構"DNA損傷修復の化学プロセスと機能. 154-165 (2000)