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2018 年度 実施状況報告書

概日リズムの振幅制御機構の解明に向けたツール化合物の開発と作用機序解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K19171
研究機関名古屋大学

研究代表者

廣田 毅  名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特任准教授 (50372412)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
キーワード概日時計 / ケミカルバイオロジー / 化合物 / 振幅
研究実績の概要

概日時計は分子から個体の各階層を時間・空間的に統合して多様な生理現象の日内リズムを生み出す。申請者はケミカルバイオロジーの手法を応用し、概日リズムの周期を変化させる新規化合物を発見して鍵となる制御機構を明らかにしてきた。一方、核内受容体REV-ERBαの生化学的な解析から、この因子のリン酸化を介した分解調節が概日リズムの振幅に影響することを見出した。振幅は肥満や老化によって減少し、生理機能の調節における重要性が知られているものの、分子レベルの理解が遅れている。本研究では振幅を増加させる新規化合物を見出し、標的タンパク質の同定と解析から振幅制御の理解に突破口を開くとともに、肥満や老化に応用する起点とする。本年度はまず、時計遺伝子Bmal1のプロモーターにルシフェラーゼを連結したレポーターをもつヒトU2OS細胞を用いて機能未知化合物をスクリーニングし、振幅を顕著に増加させるヒット化合物を見出した。得られた化合物についてBmal1およびPer2の2種類のレポーター細胞を用いて効果を確認し、両者において濃度依存的な効果を示す化合物を二次ヒットとした。さらにin vitroルシフェラーゼアッセイを行い、ルシフェラーゼを直接的に活性化する化合物を除外した。続いて核内受容体のROR介した転写活性化に与える影響を解析し、作用しないものに絞り込んだ。作用の最も強い化合物について、アフィニティープローブの作製を目指し、誘導体が振幅に与える影響を解析している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

計画通り振幅を増加させる化合物を見出すことに成功し、その作用解析が順調に進展している。

今後の研究の推進方策

ヒット化合物の作用解析を進め、標的タンパク質を同定することにより、振幅制御のメカニズムを解析する。

次年度使用額が生じた理由

既存の機器などを最大限に活用した結果、当初の予定よりも支出を抑えることができた。この分を次年度の消耗品費にあて、効率的に研究を進めたい。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Southern California/The Scripps Research Institute(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Southern California/The Scripps Research Institute
  • [国際共同研究] Korea Inst Sci Tech(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Korea Inst Sci Tech
  • [雑誌論文] Cell-based screen identifies a new potent and highly selective CK2 inhibitor for modulation of circadian rhythms and cancer cell growth2019

    • 著者名/発表者名
      Oshima T.、Niwa Y.、Kuwata K.、Srivastava A.、Hyoda T.、Tsuchiya Y.、Kumagai M.、Tsuyuguchi M.、Tamaru T.、Sugiyama A.、Ono N.、Zolboot N.、Aikawa Y.、Oishi S.、Nonami A.、Arai F.、 Hagihara S.、Yamaguchi J.、Tama F.、Kunisaki Y.、Yagita K.、Ikeda M.、Kinoshita T.、Kay S. A.、 Itami K.、Hirota T.
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 5 ページ: eaau9060

    • DOI

      doi: 10.1126/sciadv.aau9060

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemical Control of Mammalian Circadian Behavior through Dual Inhibition of Casein Kinase Iα and δ2019

    • 著者名/発表者名
      Lee Jae Wook、Hirota Tsuyoshi、Ono Daisuke、Honma Sato、Honma Ken-ichi、Park Keunwan、Kay Steve A.
    • 雑誌名

      Journal of Medicinal Chemistry

      巻: 62 ページ: 1989~1998

    • DOI

      doi: 10.1021/acs.jmedchem.8b01541

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 時計遺伝子から考える脳機能と食2019

    • 著者名/発表者名
      羽鳥 恵、廣田 毅
    • 雑誌名

      FOOD Style21

      巻: 23 ページ: 80-83

  • [雑誌論文] Nuclear receptor HNF4A transrepresses CLOCK:BMAL1 and modulates tissue-specific circadian networks2018

    • 著者名/発表者名
      Qu Meng、Duffy Tomas、Hirota Tsuyoshi、Kay Steve A.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 115 ページ: E12305~E12312

    • DOI

      doi: 10.1073/pnas.1816411115

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 体内時計を調節する化合物の探索2019

    • 著者名/発表者名
      廣田 毅
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 構造生物学とケミカルバイオロジーの融合による概日時計の創薬研究2019

    • 著者名/発表者名
      廣田 毅
    • 学会等名
      蛋白研セミナー 第1回構造生命科学研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規の概日リズム調節化合物の同定とがん細胞増殖に対する効果2019

    • 著者名/発表者名
      廣田 毅
    • 学会等名
      第2回がんと代謝研究会若手の会
  • [学会発表] Dissecting mammalian clock mechanism with chemical tools2018

    • 著者名/発表者名
      Hirota, T.
    • 学会等名
      International Symposium on Biological Rhythms
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ケミカルバイオロジーを応用した哺乳類の概日時計のメカニズム解析2018

    • 著者名/発表者名
      廣田 毅
    • 学会等名
      第3回先端ケミカルバイオロジー研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Identification of CRY1/CRY2 selective compounds2018

    • 著者名/発表者名
      Hirota, T.
    • 学会等名
      2018 Society for Research on Biological Rhythm Meeting
    • 国際学会
  • [備考] 名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所Kay-廣田グループ

    • URL

      http://www.itbm.nagoya-u.ac.jp/ja/kay-hirota_group/

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公開日: 2019-12-27  

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