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2008 Fiscal Year Annual Research Report

サーカディアンリズムの中枢を担う時計因子複合体の分子解剖

Research Project

Project/Area Number 07J00199
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

吉種 光  The University of Tokyo, 大学院・理学系研究科, 特別研究員DC2

Keywordsサーカディアンリズム / bHLH-PAS型転写因子 / CLOCK / BMAL1 / リン酸化 / タンパク質分解 / DNA結合 / 転写調節
Research Abstract

概日時計の分子発振システムにおいて、時計タンパク質CLOCKとBMAL1の複合体はE-boxを含む時計シスエレメントに結合して転写を活性化する。転写・翻訳された負の因子群は、CLOCK-BMAL1複合体を不活性化することにより自らの転写を抑制する。この負の因子群によるCLOCK-BMAL1複合体の不活性化機構の分子実態は謎に包まれているが、時計タンパク質の翻訳後修飾が極めて重要な役割を担うと考えられる。
そこで私は、この時計因子複合体を形成する構成因子の時刻依存的な変動をタンパク質レベルで把握することが、時計発振の真の理解に重要かつ不可欠であると考えた。この目的に向け私は、時計因子複合体の中枢因子であるCLOCKを認識するモノクローナル抗体を作製し、CLOCKが転写抑制期にリン酸化されていることを見出した。このCLOCKリン酸化の生理的意義に迫るため、マウス肝臓から単離したCLOCKを質量分析に供してリン酸化部位を決定した。このリン酸化部位変異体の解析より、CLOCKのリン酸化はCLOCKの核移行を阻害すると共に、CLOCK-BMAL1複合体のDNA結合力を低下させることにより、転写活性促進を抑制することが判明した。興味深いことに、CLOCKのリン酸化状態は負の因子CIPCの共発現により促進し、CIPC結合ドメインを欠いたCLOCK変異体は低リン酸化状態であることを見出した。さらにこの変異CLOCKは細胞内蓄積量が大幅に増大しており、薬剤処理によりCLOCKのリン酸化を強制的に亢進させたところ、過リン酸化されたCLOCKはプロテアソームを介した分解に導かれることが分かった。以上の結果は、時計タンパク質へのリン酸化シグナルがタンパク質機能を巧みに調節してE-boxの転写抑制に寄与している可能性を示唆している。

  • Research Products

    (5 results)

All 2009 2008

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Roles of CLOCK phosphorylation in suppression of E-box-dependent transcription2009

    • Author(s)
      Yoshitane, H
    • Journal Title

      Molecular and Cellular Biology ((印刷中)掲載確定)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Phosphorylation of CLOCK important for circadian suppression of its transcriptional activity2009

    • Author(s)
      吉種光
    • Organizer
      第2回グローバルCOEリトリート
    • Place of Presentation
      山梨
    • Year and Date
      2009-03-07
  • [Presentation] CLOCK phosphorylation plays a key role for the suppression of its transactivation in circadian clockwork2008

    • Author(s)
      吉種光
    • Organizer
      第31回日本分子生物学会年会第81回日本生化学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2008-12-12
  • [Presentation] E-box を介した転写抑制において重要な役割を果たす CLOCK の過リン酸化2008

    • Author(s)
      吉種光
    • Organizer
      第15回日本時間生物学会学術大会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2008-11-08
  • [Presentation] Roles of CLOCK phosphorylation in the mammalian circadian clockwork2008

    • Author(s)
      Yoshitane, H
    • Organizer
      Granlibakken 2008 UCSF Tetrad Retreat
    • Place of Presentation
      California
    • Year and Date
      2008-09-12

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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