2022 Fiscal Year Annual Research Report
翻訳速度制御を介した睡眠・代謝・体内時計のパラメトリック制御
| Project Area | Parametric biology based on translation rate regulatory mechanism |
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| Project/Area Number |
20H05783
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
土居 雅夫 京都大学, 薬学研究科, 教授 (20432578)
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| Project Period (FY) |
2020-10-02 – 2023-03-31
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| Keywords | 体内時計 / 翻訳 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昼夜でおおきく変化する環境下において恒常的に健康を維持するためには、全身の37兆個もの細胞がそれぞれバラバラではなくテンポをそろえて調和的にリズムを刻む必要がある。これまでに、体内でおこる数℃レベルの基礎体温の変化が全身のリズムの調和に寄与することが示されてきたものの分子機構が不明であった。このような中、本研究では、Ribo-seq解析を通じて、体内時計の振動を生み出す中核遺伝子Per2のメッセンジャーRNAの5’UTRに 最小単位upstream open reading frame（uORF）というこれまで見過ごされてきた新しいRNAエレメントを同定し、これが体温による細胞時計のリズム合わせに必須であることを明らかにした。重要なことに、数℃の緩やかな温度変化はPer2の転写ではなく翻訳スピードを調節する。つまり、翻訳速度を調節するRNA上の新奇エレメントによって生物がしなやかに体内リズムを調和させる分子的仕組みを初めて明らかにすることができた（Miyake et al., Cell Reports 42, 112157, 2023）。本成果は領域の目標である『翻訳速度調節機構を基盤としたパラメトリック生物学の創成』に資するものであり、領域ホームページならびに令和5年3月8日開催の第12回都医学研シンポジウム（オーガナイザー：吉種光、土居雅夫；科研費学術変革B「パラメトリク翻訳」共催）において発表を行うとともに、科学新聞 令和5年3月17日3面「体内リズムの時刻合わせ役 新たなＲＮＡ配列発見」を通じて公表するに至った。当初の研究計画に従って研究を推し進めることができたといえる。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(23 results)
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[Journal Article] Minimal upstream reading frame of Per2 mediates phase fitness of the circadian clock to day/night physiological body temperature rhythm2023
Author(s)
Miyake T, Inoue Y, Shao X, Seta T, Aoki Y, Nguyen Pham KT, Shichino Y, Sasaki J, Sasaki T, Ikawa M, Yamaguchi Y, Okamura H, Iwasaki S, Doi M
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Journal Title
Cell Rep.
Volume: 42
Pages: 112157
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Circadian protection against bacterial skin infection by epidermal CXCL14-mediated innate immunity2022
Author(s)
Tsujihana K, Tanegashima K, Santo Y, Yamada H, Akazawa S, Nakao R, Tominaga K, Saito R, Nishito Y, Hata R, Nakamura T, Murai I, Kono Y, Sugawa M, Tanioka M, Egawa G, Doi M, Isa T, Kabashima K, Hara T, Okamura H
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Journal Title
Proc. Natl. Acad. Sci. USA
Volume: 119
Pages: e2116027119
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] A light-induced small G-protein gem limits the circadian clock phase-shift magnitude by inhibiting voltage-dependent calcium channels.2022
Author(s)
Matsuo M, Seo K, Taruno A, Mizoro Y, Yamaguchi Y, Doi M, Nakao R, Kori H, Abe T, Ohmori H, Tominaga K, Okamura H
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Journal Title
Cell Rep.
Volume: 39
Pages: 110844
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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