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2015 年度 実績報告書

概日時計の基本特性「入力・発振・出力」を分子レベルで解き明かす

研究課題

研究課題/領域番号 25440041
研究機関東京大学

研究代表者

吉種 光  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (70569920)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード転写制御 / バイオインフォマティクス / 生物時計 / 時計遺伝子
研究実績の概要

CLOCK-BMAL1複合体は時計シスエレメントE-boxに結合して転写リズムを生み出すことにより、時計発振の中心的な役割を担っている。一方で、E-boxとは異なる時刻に転写産物のピークを作り出す時計シスエレメントとしてD-boxが知られており、bZIP型の転写因子であるDBP(活性化分子)とE4BP4(抑制分子)により転写活性が制御されている。本研究費の支援を受けてこれまで、DBPに対する抗体を新たに自作し、DBPの発現量が高い夕方と発現量が低い明け方にChIP-Seq解析を行った。実際に生体内でDBPが結合している2,725のゲノム領域の情報をE4BP4の結合領域の情報と統合し、機能的なD-box配列の決定を試みた。具体的には、初年度に開発したバイオインフォマティクス技術MOCCSをさらに改良することにより目的を達成することができた。これまでのMOCCS解析では、CLOCKが認識する6bpのDNA配列を解析したが、単純にMOCCS解析を8bpのD-boxに適応することはできなかった。そこで、新たに出現頻度をスコアーに組み込むことにより、長い認識配列にも対応できるようになり、DBPとE4BP4によりリズミックに転写制御されるDNA配列を正確に記述することができた。
また本研究では、培養細胞に発現させた時計タンパク質DBPを質量分析に供し、そのリン酸化部位とユビキチン化部位を同定した。また、新たに同定したDBP相互作用分子の中には、リン酸化酵素やE3リガーゼが含まれていた。これと並行して、時計タンパク質CRYの相互作用分子として、脱ユビキチン化酵素USP7とALSの原因因子TDP-43を同定した。TDP-43の過剰発現はCRYを安定化したが、この安定化作用は同時にFBXL3を機能阻害することにより観察されなくなった。これに対してUSP7によるCRYの安定化はFBXL3の機能阻害下でも観察されたため、複数のE3リガーゼによるユビキチン化の全てをリセットする強力な機能を持つと考えられた。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] マンチェスター大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      マンチェスター大学
  • [雑誌論文] The chondrocyte clock gene Bmal1 controls cartilage homeostasis and integrity2016

    • 著者名/発表者名
      Michal Dudek, Nicole Gossan, Nan Yang, Hee-Jeong Im, Jayalath PD Ruckshanthi, Hikari Yoshitane, Xin Li, Ding Jin, Ping Wang, Maya Boudiffa, Ilaria Bellantuono, Yoshitaka Fukada, Ray P. Boot-Handford, and Qing-Jun Meng.
    • 雑誌名

      The Journal of Clinical Investigation

      巻: 126 ページ: 365-376

    • DOI

      10.1172/JCI82755

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cell-based inhibitor screening identifies period-tuning kinases and essential components of the circadian clock2015

    • 著者名/発表者名
      Naohiro Kon, Yasunori Sugiyama, Hikari Yoshitane, Isamu Kameshita, Yoshitaka Fukada
    • 雑誌名

      Communicative & Integrative Biology

      巻: 8(4) ページ: e982405

    • DOI

      10.4161/19420889.2014.982405

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 体内時計の出力リズムを担う時計シスエレメントD-boxの探索2016

    • 著者名/発表者名
      浅野吉政、吉種光、尾崎遼、鈴木穣、寺嶋秀騎、佐上彩、布川莉奈、岩崎渉、深田吉孝
    • 学会等名
      時間生物フォーラム東京2016
    • 発表場所
      早稲田大学(新宿区 東京都)
    • 年月日
      2016-03-16
  • [学会発表] 体内時計が生み出すA-to-IRNA編集リズムの重要性2016

    • 著者名/発表者名
      寺嶋秀騎、吉種光、尾崎遼、鈴木穣、榛葉繁紀、岩崎渉、深田吉孝
    • 学会等名
      時間生物フォーラム東京2016
    • 発表場所
      早稲田大学(新宿区 東京都)
    • 年月日
      2016-03-16
  • [学会発表] 概日時計をリセットする新規の入力シグナル2016

    • 著者名/発表者名
      今村聖路、吉種光、深田吉孝
    • 学会等名
      時間生物フォーラム東京2016
    • 発表場所
      早稲田大学(新宿区 東京都)
    • 年月日
      2016-03-16
  • [学会発表] タンパク質量が顕著に変動するDBPの分解制御2016

    • 著者名/発表者名
      増田周作、吉種光、布川莉奈、深田吉孝
    • 学会等名
      時間生物フォーラム東京2016
    • 発表場所
      早稲田大学(新宿区 東京都)
    • 年月日
      2016-03-16
  • [学会発表] ユビキチン化を介したCRYタンパク質の安定性の制御機構2016

    • 著者名/発表者名
      野辺加織、吉種光、中川智貴、平野有紗、弓本佳苗、中山敬一、深田吉孝
    • 学会等名
      時間生物フォーラム東京2016
    • 発表場所
      早稲田大学(新宿区 東京都)
    • 年月日
      2016-03-16
  • [学会発表] リズミックな A-to-I RNA 編集による体内時計システムの分子制御2015

    • 著者名/発表者名
      寺嶋秀騎、吉種光、尾崎遼、鈴木穣、榛葉繁紀、岩崎渉、深田吉孝
    • 学会等名
      BMB2015
    • 発表場所
      神戸ポートピアホテル(神戸市、兵庫県)
    • 年月日
      2015-12-04
    • 招待講演
  • [学会発表] 24時間周期を生み出す時計タンパク質CLOCKとBMAL1のリン酸化制御2015

    • 著者名/発表者名
      吉種光、金尚宏、今村聖路、佐上彩、深田吉孝
    • 学会等名
      BMB2015
    • 発表場所
      神戸ポートピアホテル(神戸市、兵庫県)
    • 年月日
      2015-12-02
  • [学会発表] 広範な RNA リズムを作り出す A-to-I RNA 編集と時計振動体との機能連関2015

    • 著者名/発表者名
      寺嶋秀騎、吉種光、尾崎遼、鈴木穣、榛葉繁紀、岩崎渉、深田吉孝
    • 学会等名
      第22回日本時間生物学会学術大会
    • 発表場所
      東京大学(文京区、東京都)
    • 年月日
      2015-11-21
  • [学会発表] 細胞時計の新しい同調刺激の探索とそのシグナリング解析2015

    • 著者名/発表者名
      今村聖路、吉種光、深田吉孝
    • 学会等名
      第22回日本時間生物学会学術大会
    • 発表場所
      東京大学(文京区、東京都)
    • 年月日
      2015-11-21
  • [学会発表] 時計シスエレメント D-box を介したゲノムワイドな転写制御機構の解析2015

    • 著者名/発表者名
      浅野吉政、吉種光、尾崎遼、鈴木穣、寺嶋秀騎、佐上彩、岩崎渉、深田吉孝
    • 学会等名
      第22回日本時間生物学会学術大会
    • 発表場所
      東京大学(文京区、東京都)
    • 年月日
      2015-11-21
  • [学会発表] インタラクトーム解析によるマウス CLOCK-BMAL1 の調節因子の探索2015

    • 著者名/発表者名
      広瀬健太郎、吉種光、杉山康憲、秦裕子、尾山大明、深田吉孝
    • 学会等名
      第22回日本時間生物学会学術大会
    • 発表場所
      東京大学(文京区、東京都)
    • 年月日
      2015-11-21
  • [学会発表] FBXL21 によるユビキチン化を介した CRY タンパク質の安定化メカニズムの解明2015

    • 著者名/発表者名
      野辺加織、吉種光、平野有沙、中川智貴、弓本佳苗、中山敬一、深田吉孝
    • 学会等名
      第22回日本時間生物学会学術大会
    • 発表場所
      東京大学(文京区、東京都)
    • 年月日
      2015-11-21
  • [学会発表] CRY タンパク質の多面的な安定性制御は概日時計の発振速度を調節する2015

    • 著者名/発表者名
      中川智貴、平野有沙、吉種光、尾山大明、秦裕子、ランジャコーンシリパン ダーリン 、深田吉孝
    • 学会等名
      第22回日本時間生物学会学術大会
    • 発表場所
      東京大学(文京区、東京都)
    • 年月日
      2015-11-21
  • [学会発表] Circadian epitranscriptomics: Mrna rhythms driven by rhythmic post-transcriptional regulation.2015

    • 著者名/発表者名
      Hikari Yoshitane, Hideki Terajima, Yoshitaka Fukada
    • 学会等名
      EBRS-WCC Congress 2015
    • 発表場所
      Manchester, UK
    • 年月日
      2015-08-03 – 2015-08-04
    • 国際学会
  • [学会発表] リズミックなA-to-I RNA編集が担う体内時計機構の分子基盤2015

    • 著者名/発表者名
      寺嶋秀騎、吉種光、尾崎遥、鈴木穣、榛葉繁紀、岩崎渉、深田吉孝
    • 学会等名
      第17回日本RNA学会年会
    • 発表場所
      ホテルライフォート札幌(札幌市、北海道)
    • 年月日
      2015-07-15
  • [学会発表] Circadian control of RNA modification regulates rhythmic gene expression and clock speed.2015

    • 著者名/発表者名
      Hideki Terajima, Hikari Yoshitane, Haruka Ozaki, Yutaka Suzuki, Shigeki Shimba, Wataru Iwasaki, and Yoshitaka Fukada
    • 学会等名
      Gordon Research Conferences on Chronobiology
    • 発表場所
      Girona, Spain
    • 年月日
      2015-06-01 – 2015-06-02
    • 国際学会
  • [図書] ブルーライトテキストブック2016

    • 著者名/発表者名
      吉種光、深田吉孝
    • 総ページ数
      印刷中
    • 出版者
      金原出版
  • [図書] Protein modifications pace the circadian oscillation of biological clocks2015

    • 著者名/発表者名
      Hikari Yoshitane and Yoshitaka Fukada
    • 総ページ数
      p251-p268
    • 出版者
      Springer
  • [図書] ブレインサイエンス・レビュー 20152015

    • 著者名/発表者名
      吉種光
    • 総ページ数
      p213-p231
    • 出版者
      ブレインサイエンス振興財団
  • [備考] 深田研ホームページ

    • URL

      http://www.biochem.s.u-tokyo.ac.jp/fukada-lab/

  • [備考] Japan Prize 研究者ブログ

    • URL

      http://blog2015yoshitane.japanprize.jp

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-01-31  

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