トランスジェニックショウジョウバエを用いた哺乳類時計遺伝子の機能解析

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12877012
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 岡村 均 神戸大学, 医学部, 教授 (60158813)
• 研究分担者: 山口 瞬 神戸大学, 医学部, 助手 (70304087)
• キーワード: ショウジョウバエ / 時計遺伝子 / period遺伝子 / 無周期ミュータント / timeless / 遺伝子導入

研究概要

ショウジョウバエと哺乳類のperiod遺伝子の一次構造上の相同性を考えると、哺乳類遺伝子においても、その機能回復が見られることが期待される。哺乳類と、ショウジョウバエの時計発振分子の類似性を利用して、哺乳類の時計遺伝子mPer1とmPer2をショウジョウバエの時計遺伝子period欠失変異体Per0に導入し、その機能が回復することを確かめた。具体的にこの実験系を述べる。1)ショウジョウバエtimelessプロモーターにmPer1のコーディング部位全長、mPer2のコーディング部位全長を入れたベクター系2種を構築した。2)period欠失変異ショウジョウバエ卵への構築DNAの導入を米国ペンシルバニア大学アミタ・シーガル助教授と共同で行った。3)period欠失変異ショウジョウバエへ哺乳類時計遺伝子mPer1を導入したトランスジェニックショウジョウバエのリズムは回復した。同様に、mPer1導入でも、トランスジェニックショウジョウバエのリズムは回復した。ショウジョウバエTIMELESS蛋白は、マウスmPER1蛋白と結合することを、免疫沈降法で確認した。同様の方法で、TIMELESS蛋白とmPER2の結合も確認している。この研究は、哺乳類mPer1、mPer2がショウジョウバエ振動体の中心的な分子であるperiod遺伝子に代わりうる事を示したものであり、哺乳類mPer遺伝子群が哺乳類時計遺伝子であることを示した初めての研究である。

研究成果

• [文献書誌] yagita K. et al.: "Dimerization and nuclear entry of mPER proteins in mammalian cells"Genes & Development. 14巻. 1353-1363 (2000)
• [文献書誌] yamaguchi S. et al.: "Role of DBP in the circadian oscillatory mechanism"Molucular and Cellular Biology. 20巻. 4773-4781 (2000)
• [文献書誌] yagita K. et al.: "Forskolin induces circadian gene expression of rPer1,rPer2 and dbp in mammalian rat-1 fibroblasts"FEBS Letter. 465巻. 79-82 (2000)
• [文献書誌] yan L. et al.: "Distribution and circadian expression of dbp in SCN and extra-SCN areas in the mouse brain."Journal of Neuroscience Research. 59巻. 291-295 (2000)
• [文献書誌] Moriya T. et al.: "N-methyl-D-aspartate receptor subtype 2C is not involved in circadian oscillation or photic entrainment of the biological clock in mice."Journal of Neuroscience Research. 61巻. 663-673 (2000)
• [文献書誌] yamaguchi S. et al.: "The 5' upstream region of mPer1 gene contains two promoters and is responsible for circadian oscillation."Current Biology. 10巻. 873-876 (2000)
• [文献書誌] Horikawa K. et al.: "Non-photic entrainment by 5-HT1A/7 receptor agonists accompanying with reduction of Per1 and Per2 expression."Journal of Neuroscience. 20巻. 5867-5873 (2000)