研究課題
哺乳類の概日時計は初期胚には振動が見られず、発生が進むにつれてリズムが出現してくる。このときに見られる「周期変化がほとんどなく振幅が次第に増大する」という現象は、哺乳類概日時計の発生過程で最大の特徴であり、本研究課題では、時計遺伝子の転写リズムおよび代謝リズムなども含めた概日時計システムの発生過程における成立メカニズムの解明を目的とする。特に、概日時計の成立前後でのDNAメチル化状態および遺伝子発現リズムの網羅的解析により、概日時計成立プロセスを司る鍵となる仕組みについて検討する。これにより、概日時計の出力低下（振幅低下）が背景にあるとされる自閉症や認知症に合併する睡眠リズム障害の病態理解につながる概日時計成立原理の体系的理解を目指す。本研究課題の目的を達成するため平成２７年度においては、１）これまで我々が確立してきたES細胞のin vitro分化誘導系を駆使した遺伝学的アプローチによる概日時計形成評価法を用い、細胞機能リズム成立に関与する因子の探索を開始。２）また、マウス胚を発生段階ごとにRNA-seq法による網羅的転写解析を行い、in vivoでの機能リズムと連携した概日時計システムの成立機構の解析を開始。３）さらに、概日リズム障害を伴う疾患の病態メカニズム理解のため、自閉症の一種であるRett症候群のモデルマウスとしてMeCP2欠損マウスを作成し、概日リズム中枢である視交叉上核において時計遺伝子mPER2::Lucレポーターの発現リズムが減弱していることを突き止めた(Genes Cells, 2015)。このように、本研究の目的を達成するため、当初の計画の通り研究を進めることができている。
2: おおむね順調に進展している
本研究は概ね計画通りに進行している。そのように判断できる理由として、以下の点が挙げられる。上述の研究実績の概要にある通り、哺乳類における概日時計の成立メカニズムの解明に向け、マウスES細胞を用いた細胞レベルでの分子メカニズム解析、個体レベルでの概日時計成立の分子メカニズム解析、そしてES細胞での知見とマウス胚における知見の統合のための実験を順調に開始し、データの取得ができている。これまでの我々の研究の成果に立脚した研究計画であり、実験系も安定していることから、このような順調な研究の遂行が実現できていると考えられる。
今後は、マウスES細胞のin vitro分化誘導系、およびマウス胚を用いて概日時計の成立メカニズムの解明を目指す。現在、マウス胚の組織を用いて経時的にRNA-seqによる網羅的遺伝子発現解を行っている。この結果とこれまでに得られているES細胞を用いた概日時計成立機構に関連する遺伝子群を合わせて検討し、哺乳類における概日時計成立を担う分子メカニズムを解明する。
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すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 11件) 図書 (1件)
Sci. Rep.
巻: 6 ページ: 22409
10.1038/srep22409
J. Biol. Rhythm.
巻: 31 ページ: 48-56
10.1177/0748730415613888
Genes Cells
巻: 20 ページ: 992-1005
10.1111/gtc.12305
Acta Histchem Cytochem
巻: 48 ページ: 165-171
10.1267/ahc.15025
Angew Chem Int Ed
巻: 54 ページ: 7193-7197
10.1002/anie.201502942
