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2021 年度 実績報告書

哺乳類の概日リズムにおける時計遺伝子転写振動の役割に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K06769
研究機関山口大学

研究代表者

明石 真  山口大学, 時間学研究所, 教授 (30398119)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード概日時計 / 概日リズム / 時計遺伝子 / Period / Cryptochrome
研究実績の概要

哺乳類においては、負のフィードバック機構によって生み出される「Cryptochrome(Cry)とPeriod(Per)の両遺伝子における細胞自律的な転写の概日リズム」が、概日時計の振動中枢メカニズムだと考えられてきた。しかしながら、両遺伝子が概日時計の機能発現に不可欠であることは遺伝子ノックアウトの研究により明確であったが、これらの細胞自律的な転写リズムが本当に概日時計の機能発現に必要か否かは不明なままだった。
そこで、今回の研究では、Cry遺伝子の細胞自律的な転写の概日リズムに不可欠なゲノム領域を特定して、これを破壊することにより同リズムが概日時計の機能発現に不可欠か否かを検証した。その結果、Cry遺伝子の細胞自律的な転写リズムが無くても、個体や組織の概日リズムの周期は長くなるものの、概日時計は堅牢に機能していることが確認された。重要なことに、細胞自律的なレベル(分散培養下の細胞)では、Cry遺伝子の転写リズムの停止によってPer遺伝子の転写リズムも停止しているにもかかわらず、Perタンパク質において量的な概日リズムが保たれていることがわかった。そして、私たちは、この転写に依存しないPerタンパク質量の概日リズムは、Perタンパク質の半減期制御における細胞自律的な概日リズムによって生じていることを発見した。
以上から、本研究成果によって、CryとPerの両遺伝子における細胞自律的な転写リズムは概日時計の機能発現において不可欠ではなく、これらの転写リズムの消失に対してPerタンパク質量の細胞自律的な概日リズムが補償的に作用することで概日時計の機能が維持されることが明らかになった。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The role of cell-autonomous circadian oscillation of Cry transcription in circadian rhythm generation2022

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Ritsuko、Yoshimi Kazuto、Sawai Yuka、Yasumune Nanami、Kajihara Kohhei、Maejima Tatsuya、Koide Tsuyoshi、Node Koichi、Akashi Makoto
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 39 ページ: 110703~110703

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110703

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [備考] 哺乳類の概日時計において新たな知見 ~従来分子モデルの疑問を補うメカニズムを発見~

    • URL

      http://www.yamaguchi-u.ac.jp/weeklynews/_9730/_9769.html

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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