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2019 年度 実績報告書

概日時計を介した適応戦略の解析:UV耐性とエネルギー代謝のトレードオフ仮説

研究課題

研究課題/領域番号 18J15016
研究機関早稲田大学

研究代表者

川崎 洸司  早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
キーワード概日リズム / シアノバクテリア / 紫外線耐性 / グリコーゲン代謝
研究実績の概要

本年度の研究では主として(1)概日時計の周期長変異体を用いた解析、(2)阻害剤を使用した代謝とUV耐性リズムを結びつける具体的な経路の評価を行った。
(1)では時計遺伝子kaiCの複数の変異体でUV耐性リズムを観察した。これらの変異体では内因性の時計の周期と一致するようにUV耐性リズムの周期も変化した。これはUV耐性リズムがUV照射やその後の光回復阻害に伴う明暗変化などの実験条件に由来する外因性の応答ではなく内因性の時計の振動によって生じていることを示している。これらの実験により、これまでの主張をより強固にすることができた。
(2)では前年度までの分子遺伝学的なアプローチより明らかとなっていたUV耐性リズムとグリコーゲン代謝の関連をより明確にすることを目指した。まず、グリコーゲン分解の概日性や、いくつかの代謝酵素の変異体におけるグリコーゲン分解活性をより詳細に解析した。グリコーゲン分解活性の低下した時刻や変異体ではUV耐性が上昇しており、グリコーゲン代謝とUV耐性の間のトレードオフの関係がより明確となった。グリコーゲン分解のどの段階がUV耐性に影響を与えているのか、そのメカニズムの詳細を明らかとするために、呼吸、ATP合成などグリコーゲン分解の各ステップを阻害するいくつかの薬剤を用いた解析を行った。その結果、脱共役剤を添加しATP合成を阻害した場合にはUV耐性の低下が見られなくなった。つまり、グリコーゲン分解の概日変動に起因するATP合成能の変動が概日UV耐性リズムと密接に関連している可能性を意味していた。このように当該年度の研究により、私たちの見出した概日UV耐性リズムの基本的な性質、またその分子メカニズムの詳細を解き明かすための手がかりを得ることができた。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] The role of sigma factors in circadian transcriptional output networks of unicellular cyanobacteria2019

    • 著者名/発表者名
      Koji Kawasaki, Takashi Kojima, Norimune Hosokawa, Yoriko Murayama, Hideo Iwasaki
    • 学会等名
      The 20th International Conference on Systems Biology
    • 国際学会
  • [学会発表] 単細胞性シアノバクテリアの概日転写出力ネットワークにおけるシグマ因子の働き2019

    • 著者名/発表者名
      川崎洸司, 岩崎秀雄
    • 学会等名
      第42回 日本分子生物学会年会
  • [学会発表] シアノバクテリアの概日時計を介した細胞分裂制御メカニズムの解析2019

    • 著者名/発表者名
      中村嘉博, 川崎洸司, 岩崎秀雄
    • 学会等名
      時間生物フォーラム東京2019
  • [学会発表] シアノバクテリアにおける暗期特異的な高振幅転写パターンの解析2019

    • 著者名/発表者名
      松並由佳, 川崎洸司, 岩崎秀雄
    • 学会等名
      時間生物フォーラム東京2019

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公開日: 2021-01-27  

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