生理的微小温度変化によるuORFを介した生物時計位相制御メカニズムの解明

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22K15274
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分47030:薬系衛生および生物化学関連
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 三宅 崇仁 京都大学, 薬学研究科, 助教 (70836866)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 生物時計 / 発現制御 / mRNA翻訳 / uORF / 体温

研究成果の概要

本研究課題においては、体内時計が概日体温変動という微小で緩やかな温度変化により調律される分子メカニズムの解明を行い、コア時計遺伝子Per2のmRNA 5'非翻訳領域にORFがあること（uORF）、これがPer2のmRNA量はそのままにタンパク質発現量だけを温度上昇に合わせて増加させるために必要なエレメントであることを同定した（Miyake et al., Cell Rep 2023）。さらにその制御分子として、PERK/PKRおよびPI3Kを同定した（Shao et al., BPB 2024; Miyake et al., Cell Rep 2023）。

自由記述の分野

時間生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

現代化に伴い増えた慢性時差勤務等は、体内時計と外部環境サイクルとの間に同調不良を生み、それが生活習慣病リスク上昇の起因のひとつとなっている。しかし、外部環境サイクルによる生物時計の位相合わせの仕組みには未だ不明な点が多い。特に、われわれ哺乳類の体温はたった1-3℃という微細な幅で1日に1回ゆるやかに変化する概日リズムを示すが、この概日変動が生物時計を調律する分子機序はほとんどわかっていなかった。本研究の成果は、概日体温変動が生物時計を調律する機構を明らかにしたものである。本成果を応用すれば、体内での時計の不調和を是正し、生活習慣病リスクの軽減や慢性時差ストレスの軽減につながると期待される。