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2011 年度 実績報告書

脳時計ニューロンにおける光シグナリングと概日リズム制御の分子解析

研究課題

研究課題/領域番号 19107002
研究機関東京大学

研究代表者

深田 吉孝  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80165258)

キーワード脳・神経 / 視覚 / 光 / シグナル伝達 / サーカディアンリズム / 転写因子 / タンパク質リン酸化 / 松果体
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、以下の成果を得た。
1)2種類の光受容ニューロンの特異性を規定する遺伝子ネットワークに関する研究: これまでの研究において我々が単離した転写因子は、松果体特異的な遺伝子発現に必須であることがわかっている。個体レベルでの異所発現実験により、この転写因子は、松果体の発生にも関与する他の転写因子と協調して遺伝子発現を亢進することが明らかになった。 2)時計の位相制御メカニズムに関する研究: 哺乳類の時計細胞において、c-Jun N-terminal kinase (JNK) が時計タンパク質複合体CLOCK-BMAL1をリン酸化することを見出した。JNK3-KOマウスの行動解析を行った結果、恒暗条件下での行動周期が野生型に比べて長い(KO; 24.1 ± 0.1 hr, WT; 23.6 ± 0.2 hr)ことに加えて、夜間の光照射に伴う位相シフトが大きく阻害されることが判明した。恒明条件では、アショフの経験則に従って光強度依存的にマウスの行動周期は長くなることが知られているが、JNK3-KOマウスはアショフの経験則に従わず、光強度によらず一定の周期を示すことを見出した。このように、JNKは外界の光情報をBMAL1-CLOCK複合体にリン酸化シグナルとして伝達することにより、概日時計の周期や位相を決定することを明らかにした。3)桿体と錐体の応答特性を規定する因子に関する研究: 網膜の2種類の視細胞(桿体と錐体)の応答特性の違いを規定する因子を網羅的に探索するため、桿体と錐体にそれぞれGFPを発現する組換えゼブラフィッシュ系統を出発材料に、これらの網膜より蛍光セルソータを用いてGFP陽性細胞を単離し、これらの細胞における遺伝子発現を互いに比較解析した。その結果、約150の桿体特異的な遺伝子と約200の錐体特異的な遺伝子を同定した。

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (20件) (うち招待講演 5件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Highly sensitive detection of protein phosphorylation by using improved Phos-tag Biotin.2012

    • 著者名/発表者名
      Eiji Kinoshita
    • 雑誌名

      Proteomics

      巻: 12 ページ: 932-937

    • DOI

      1002/pmic.201100639.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] JNK regulates the photic response of the mammalian circadian clock.2012

    • 著者名/発表者名
      Hikari Yoshitane, Sato Honma(co-first author )
    • 雑誌名

      EMBO Rep.

      巻: 13 ページ: 455-461

    • DOI

      10.1038/embor.2012.37.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light-dependent and circadian clock-regulated activation of sterol regulatory element-binding protein, X-box-binding protein 1 and heat shock factor pathways.2011

    • 著者名/発表者名
      Megumi Hatori, Tsuyoshi Hirota(co-first author )
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA.

      巻: 108 ページ: 4864-4869

    • DOI

      10.1073/pnas.1015959108

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ectopic expression of the cone-specific G protein-coupled receptor kinase GRK7 in zebrafish rods leads to decreased photosensitivity and compromised visual performance.2011

    • 著者名/発表者名
      Fivos Vogalis, Tomoya Shiraki, Daisuke Kojima(co-first author )
    • 雑誌名

      J. Physiol.

      巻: 589 ページ: 2321-2348

    • DOI

      10.1113/jphysiol.2010.204156.Epub 2011 Mar 8.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] UV-sensitive photoreceptor protein OPN5 in humans and mice.2011

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kojima, Suguru Mori, Masaki Torii(co-first author )
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 6 ページ: e26388

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0026388.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 概日時計の分子サイクルを支えるリズミックなタンパク質分解2011

    • 著者名/発表者名
      倉林 伸博
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 29 ページ: 147-151

  • [学会発表] UV-sensitive non-visual opsin in mammals.2011

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kojima
    • 学会等名
      FASEB SRC Biology and Chemistry of Vision
    • 発表場所
      米国アリゾナ州ケアフリー
    • 年月日
      20110620-20110621
  • [学会発表] UV-sensitive non-visual photopigment in mammals.2011

    • 著者名/発表者名
      Suguru Mori
    • 学会等名
      第8回国際比較生理生化学会議
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • 年月日
      20110602-20110603
  • [学会発表] Non-visual photoreception in vertebrates.

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kojima
    • 学会等名
      第8回国際比較生理生化学会議
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • 招待講演
  • [学会発表] サーカディアンリズムの光制御の分子シグナリング

    • 著者名/発表者名
      深田 吉孝
    • 学会等名
      大阪大学生命機能研究科研究交流会
    • 発表場所
      大阪大学生命機能研究科(吹田市)
    • 招待講演
  • [学会発表] Approach for photic entrainment mechanisms of circadian clock via SCOP signaling.

    • 著者名/発表者名
      Simizu Kimiko
    • 学会等名
      8th IBRO World Congress of Neuroscience
    • 発表場所
      伊国フローレンス
  • [学会発表] UV-sensitive Opsin Expressed in Mammalian Non-visual Cells.

    • 著者名/発表者名
      Masaki Torii
    • 学会等名
      第5回アジア・オセアニア光生物学会議
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良市)
  • [学会発表] Contribution of non-visual photoreceptor to thelight-induced body color change in developing Zebrafish.

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Shiraki
    • 学会等名
      第5回アジア・オセアニア光生物学会議
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良市)
  • [学会発表] 物体認識記憶の概日制御機構に関わる分子メカニズム.

    • 著者名/発表者名
      清水 貴美子
    • 学会等名
      第34回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
  • [学会発表] 視覚の光受容細胞における感度調節とノイズ低減の分子機構.

    • 著者名/発表者名
      小島 大輔
    • 学会等名
      日本動物学会第82回旭川大会
    • 発表場所
      旭川市大雪クリスタルホール(旭川市)
  • [学会発表] ニワトリ松果体の新しい光シグナリングと転写活性化.

    • 著者名/発表者名
      深田 吉孝
    • 学会等名
      日本動物学会第82回旭川大会
    • 発表場所
      旭川市大雪クリスタルホール(旭川市)
  • [学会発表] Posttranslational regulation of CLOCK-BMAL1 heterodimer

    • 著者名/発表者名
      深田 吉孝
    • 学会等名
      名古屋大学野依記念学術交流館
    • 発表場所
      名古屋大学野依記念学術交流館(名古屋市)
    • 招待講演
  • [学会発表] 酸性ショックによるマウス概日時計の位相制御機構.

    • 著者名/発表者名
      佐上 彩
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
  • [学会発表] 転写因子E4BP4を介した新規時計リセット機構の解析.

    • 著者名/発表者名
      佐上 彩
    • 学会等名
      時間生物フォーラム東京2012
    • 発表場所
      東京大学理学部3号館(東京都)
  • [学会発表] マウス肝臓において時計因子CLOCKがリズミックに結合するDNA領域の探索.

    • 著者名/発表者名
      寺嶋 秀騎
    • 学会等名
      日本動物学会第64関東支部大会
    • 発表場所
      東邦大学習志野キャンパス(習志野市)
  • [学会発表] マウス扁桃体の概日時計機構による情動制御の検証.

    • 著者名/発表者名
      中野 純
    • 学会等名
      日本動物学会第64関東支部大会
    • 発表場所
      東邦大学習志野キャンパス(習志野市)
  • [学会発表] c-Jun N-Terminal Kinase Regulates the Photic Response of the Mammalian Circadian Clock.

    • 著者名/発表者名
      Hikari Yoshitane
    • 学会等名
      SRBR 2012 Meeting
    • 発表場所
      米国フロリダ州デスティン
  • [学会発表] Phosphorylation-Dependent Degradation of CRY2 Regulates Relevant Clock Gene Expression and Generates Normal Oscillation of the Circadian Clock.

    • 著者名/発表者名
      Arisa Hirano
    • 学会等名
      SRBR 2012 Meeting
    • 発表場所
      米国フロリダ州デスティン
  • [学会発表] サーカディアンリズムと光

    • 著者名/発表者名
      深田 吉孝
    • 学会等名
      第1回ブルーライト研究会
    • 発表場所
      大手町ファーストスクエアカンファレンス(東京都)
    • 招待講演
  • [学会発表] 時計タンパク質の翻訳後の修飾制御と生体リズム

    • 著者名/発表者名
      深田 吉孝
    • 学会等名
      第12回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • 招待講演
  • [学会発表] 哺乳類におけるUV光受容体OPNSの同定と発現部位の解析

    • 著者名/発表者名
      森 卓
    • 学会等名
      第12回東京大学生命科学シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
  • [図書] 『時間生物学』第2章 光同調2012

    • 著者名/発表者名
      鳥居 雅樹
    • 総ページ数
      240 23-35
    • 出版者
      化学同人
  • [図書] Farnesylation versus geranylgeranylation in G-protein-mediated light signaling(Protein Prenylation, Vol. 29)2011

    • 著者名/発表者名
      Hidetoshi Kassai
    • 総ページ数
      343 125-145
    • 出版者
      Elsevier Inc. Academic Press
  • [備考] 研究ハイライト

    • URL

      http://www.biochem.s.u-tokyo.ac.jp/fukada-lab/research-highlights-j.html

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公開日: 2014-07-24  

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