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2005 年度 実績報告書

分子・細胞・個体レベルにおける動物の光環境応答とサーカディアンリズム

研究課題

研究課題/領域番号 14104003
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 岡野 俊行  東京大学, 大学院・理学系研究科, 講師 (40272471)
小島 大輔  東京大学, 大学院理学系研究科, 助手 (60376530)
広田 毅  東京大学, 大学院理学系研究科, 拠点形成特任教員 (50372412)
和田 恭高  東京大学, 大学院・理学系研究科, リサーチフェロー (90376559)
キーワードサーカディアンリズム / クリプトクローム / リン酸化 / GSK-3β / 視細胞 / G蛋白質 / ファルネシル化 / 明順応
研究概要

交付申請書に記載の研究実施計画に沿って研究を遂行し、下記の成果を得た。
(1)マウスクリプトクローム(mCRY)は、時計中枢の視交叉上核や末梢の肝臓において蛋白質量が概日リズムを示す時計遺伝子産物である。本研究ではmCRY2のSer557のリン酸化状態を認識する抗体を自作し、マウス視交叉上核と肝臓でSer557がリズミックにリン酸化されることを見出した。肝臓でのリン酸化のピークはmCRY2蛋白質量のピークより4時間ほど先行し、このリン酸化はmCRY2の分解に関与する可能性が示唆された。事実、Ser557がリン酸化されたmCRY2はGSK-3βによってSer553がリン酸化され、プロテアソーム系で分解された。GSK-3β活性が肝臓で概日変動を示す事を考え併せると、Ser557とSer553の逐次リン酸化はmCRY2蛋白質の分解を介して時計機構に寄与していると考えられた。
(2)網膜桿体視細胞の光情報伝達を担うG蛋白質(Tα/Tβγ)のγサブユニット(Tγ)はファルネシル化されるため、ゲラニルゲラニル化されている他のG蛋白質γとは性質が異なる。Tγのファルネシル化が視細胞の光シグナル伝達に果たす役割を理解するため、ゲラニルゲラニル化Tγを持つノックインマウスを作成した。変異型Tβγの桿体外節膜への親和性は、野生型と比較して顕著に増大し、これに対応して変異マウスの視細胞では、光照射に伴うTβγの外節から内節への細胞内移動が著しく抑制された。暗順応状態での野生型と変異マウスの単一視細胞の光応答には差が認められなかった。ところが、100luxの順応光を10分間照射した後に網膜電図を記録すると、野生型マウスの光応答は暗順応状態の15%まで減弱して明瞭な明順応を示したのに対し、変異マウスにおいては光応答の減弱が40%にとどまった。以上の結果より、Tγの選択的なファルネシル化はG蛋白質の光依存的な細胞内移動に重要な役割を果し、桿体の光感度調節(明順応)に寄与していると考えられた。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (7件) 図書 (7件)

  • [雑誌論文] Roles of melatonin in photoperiodic gonadal response of birds.2006

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Yoshikawa
    • 雑誌名

      Experimental Endocrinology and Reproductive Biology (eds.C.Haldar & M.Singaravel) (in press)

  • [雑誌論文] Lcg is a light-inducible and clock-controlled gene expressed in the chicken pineal gland.2006

    • 著者名/発表者名
      Megumi Hatori
    • 雑誌名

      J.Neurochem. 90

      ページ: 1790-1800

  • [雑誌論文] Phosphorylation of mCRY2 at Ser557 in the hypothalamic suprachiasmatic nucleus of the mouse.2006

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Kurabayashi
    • 雑誌名

      Chronobiology Int. (in press)

  • [雑誌論文] Molecular cloning, mRNA expression, and immunocytochemical localization of a putative blue-light photoreceptor CRY4 in the chicken pineal gland.2006

    • 著者名/発表者名
      Yoko Kubo
    • 雑誌名

      J.Neurochem. (in press)

  • [雑誌論文] GRK1 and GRK7:Unique cellular distribution and widely different activities of opsin phosphorylation in the zebrafish rods and cones.2006

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Wada
    • 雑誌名

      J.Neurochem. (in press)

  • [雑誌論文] Farnesylation of retinal transducin underlies its translocation during light adaptation.2005

    • 著者名/発表者名
      Hidetoshi Kassai
    • 雑誌名

      Neuron 47

      ページ: 529-539

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Ser557-phosphorylated mCRY2 is degraded upon synergistic phosphorylation by GSK-3β.2005

    • 著者名/発表者名
      Yuko Harada
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 280

      ページ: 31714-31721

  • [図書] 実験医学 特集『ここまでわかった生物時計の分子ネットワーク』の「生物時計システムへの分子アプローチ」の項を分担執筆2006

    • 著者名/発表者名
      深田 吉孝(分担執筆)
    • 総ページ数
      117(6)
    • 出版者
      羊土社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] 実験医学 特集『ここまでわかった生物時計の分子ネットワーク』の「時計タンパク質の多段階リン酸化」の項を分担執筆2006

    • 著者名/発表者名
      広田 毅(分担執筆)
    • 総ページ数
      117(8)
    • 出版者
      羊土社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] 医学のあゆみ 特集『時計遺伝子』の「光から時計遺伝子への分子機構」の項を分担執筆2006

    • 著者名/発表者名
      岡野 俊行(分担執筆)
    • 総ページ数
      70(4)
    • 出版者
      医歯薬出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] 実験医学 増刊号『シグナル伝達研究2005-'06』の「生物時計システムにおけるリン酸化の役割」の項を分担執筆2005

    • 著者名/発表者名
      深田 吉孝(分担執筆)
    • 総ページ数
      245(7)
    • 出版者
      羊土社
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] 『生物薬科科学実験講座 第7巻-II』の「情報伝達物質[II]シグナル伝達系と細胞機能」の項を分担執筆2005

    • 著者名/発表者名
      深田 吉孝(分担執筆)
    • 総ページ数
      590(11)
    • 出版者
      廣川書店
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] 『光科学研究の最前線』の「光生体リズム制御」の項を分担執筆2005

    • 著者名/発表者名
      深田 吉孝(分担執筆)
    • 総ページ数
      469(2)
    • 出版者
      強光子場科学研究懇談会
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] 実験医学 別冊『タンパク質の翻訳後修飾解析プロトコール』〜脂質修飾の解析〜の「イソプレニル化の解析」の項を分担執筆2005

    • 著者名/発表者名
      葛西 秀俊(分担執筆)
    • 総ページ数
      287(9)
    • 出版者
      羊土社

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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