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2019 年度 実施状況報告書

体内時計制御を担う細胞時計の組織内・組織間同調機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18KT0068
研究機関公立小松大学

研究代表者

平山 順  公立小松大学, 保健医療学部, 教授 (90510363)

研究期間 (年度) 2018-07-18 – 2021-03-31
キーワード体内時計 / 細胞時計 / ゼブラフィッシュ / 転写 / 光
研究実績の概要

体内時計は、行動、睡眠、および代謝といった多様な生理機能に観察される約24時間の周期変動を作り出し、その変動の位相(時刻)を外環境の昼夜の変化に同調させる恒常性維持機構である。この機構は、生物の組織を構成する個々の細胞に存在する日周性を持つ転写機構(細胞時計)が基本単位である。脳組織に存在する細胞時計は中枢時計を構成し、各末梢組織に存在する細胞時計は末梢時計を構成する。正常な体内時計の形成には、1)細胞時計が光刺激に応答し、組織内で互いに同じ時刻に同調し組織レベルの時計を形成すること、および2)各組織レベルの時計の時刻の関係が適切に維持されることが必須である。本研究は、既に作出済みの細胞時計の組織内同調が破綻した遺伝子改変ゼブラフィッシュを用いて、課題1:細胞時計が生体組織内で互いに同調する機構、課題 2:中枢時計と末梢時計と位相関係の維持機構を解明することを目指している。これまでの研究は、細胞時計の組織内同調が破綻し、光依存的な行動リズム形成に異常を呈する遺伝子改変ゼブラフィッシ(zPer2/zCry1a DKO個体)の行動リズムの光依存的な形成を回復させる化合物を選定に成功している。選定した化合物の標的分子は既知であるので、本年度は、選定した化合物の標的分子のKO個体の作出とその行動リズムの解析を進めた。また、中枢時計と末梢時計を個別に可視化できるトランスジェニックゼブラフィッシュの作出を進めた。これまでに、各時計を可視化できる候補個体を選定できている。

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

当初の目的の一つであるDKO個体の行動リズムを回復させる化合物の選し、その標的分子の遺伝子改変個体の作出と解析が進んでいる。また、中枢時計と末梢時計を可視化するための遺伝子改変ゼブラフィッシュの作出が進展している。

今後の研究の推進方策

zPer2/zCry1a DKO個体を用いたサプレッサースクリーニングにより選定した化合物の標的分子の遺伝子改変個体の行動リズムの解析と細胞時計の光同調能の評価を行う。また、中枢時計と末梢時計の位相関係を可視化するために必要となる遺伝子改変ゼブラフィッシュの作候補個体の中から、可視化に最適の個体を選定し、中枢時計と末梢時計の位相関係に影響を与える化合物の選定を進める。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The use of chemical compounds to identify the regulatory mechanisms of vertebrate circadian clocks.2020

    • 著者名/発表者名
      Nishimura A, Izawa J, Hattori A, Suzuki N, Hirayama J# #Corresponding author
    • 雑誌名

      Curr Drug Targets.

      巻: 21 ページ: 425-432

    • DOI

      10.2174/1389450120666190926143120.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Melatonin is a potential drug for the prevention of bone loss during space flight.2019

    • 著者名/発表者名
      Ikegame M, Hattori A, Tabata MJ, Suzuki H, Hirayama J(53名中52番目), Suzuki N.
    • 雑誌名

      J. Pineal. Res.

      巻: e12594 ページ: .

    • DOI

      10.1111/jpi.12594.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Post-translational modifications are required for circadian clock regulation in vertebrates.2019

    • 著者名/発表者名
      Izawa J, Nishimura A, Hattori A, Suzuki N, Hirayama J# #Corresponding author
    • 雑誌名

      Curr. Genom.

      巻: 20 ページ: 332-339

    • DOI

      10.2174/1389202919666191014094349

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Roles for MAPKs in circadian clock regulation in vertebrates.2019

    • 著者名/発表者名
      Izawa J, and Hirayama J# #Corresponding author
    • 雑誌名

      Mitogen-Activated Protein Kinases (MAPKs): Activation, Functions and Regulation (Edited by Charles K. Hester) Nova Science Publishers

      巻: . ページ: 29-54

    • DOI

      NA

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 体内時計の磁場に対する応答2019

    • 著者名/発表者名
      平山 順# #責任著者
    • 雑誌名

      磁気と健康

      巻: 31 ページ: 19-23

    • DOI

      NA

  • [学会発表] 遺伝子改変ゼブラフィッシュを用いた 体内時計の光制御に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      平山順
    • 学会等名
      富山大学 第97回 生命科学先端研究支援ユニット 学術セミナー (富山大学 杉谷キャンパス)
    • 招待講演
  • [学会発表] ゼブラフィッシュモデルを用いた体内時計の形成と光制御の研究2019

    • 著者名/発表者名
      平山順
    • 学会等名
      金沢大学 環日本海域環境研究センター セミナー (金沢大学 臨海実験施設)
    • 招待講演
  • [学会発表] 遺伝子改変魚類を用いた体内時計研究2019

    • 著者名/発表者名
      平山順
    • 学会等名
      北里大学海洋生命科学部 特別講義II(北里大学)
    • 招待講演
  • [学会発表] ゼブラフィッシュモデルを用いた体内時計の光制御機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      平山順
    • 学会等名
      2019年度 難治疾患共同研究拠点シンポジウム(東京医科歯科大学)
    • 招待講演
  • [備考] 【研究成果発表】「遺伝子改変ゼブラフィッシュを用いて光刺激が体内時計を形成する仕組みを解明」

    • URL

      https://www.komatsu-u.ac.jp/whatsnew/news/2019/01/post-41.html

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公開日: 2021-01-27  

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