時刻情報の生成・制御を支える転写因子群の発現プログラム

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15011213
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 岡野 俊行 東京大学, 大学院・理学系研究科, 講師 (40272471)
• Keywords: 概日時計 / メラトニン / リン酸化 / ゼブラフィッシュ / トランスジェニック / サーカディアンリズム / 松果体 / 光受容

Research Abstract

交付申請書に記載の研究計画に従い研究を遂行し、以下の知見を得た。
【1】タンパク質レベルからの概日時計の発振プログラム解読
これまでに同定した時計関連分子のうちA78およびE4BP4に重点をおき、蛋白質レベルでの解析を行った。その結果、A78は培養細胞中において中心体に局在することが判明した。概日時計の発振における中心体の役割は不明であるが、概日時計による細胞周期制御に関与する可能性が想定される。一方、E4BP4はニワトリ松果体において夕刻に限って転写が光誘導されるため、光位相後退に関わっている可能性を検討した。その結果、E4BP4蛋白質の発現に顕著なサーカディアンリズムが見られること、夕刻の光刺激によってmRNAレベルに加えて蛋白質量も増大することが判明した。さらに、時計関連キナーゼとして注目されているカゼインキナーゼによってE4BP4がリン酸化を受け、リン酸化によりプロテオソーム依存的に分解されることがわかった。これらの発見は、時計発振においてE4BP4が「いつ、どこで、何を」しているのかという時計発振プログラムの一端を明らかにしたものと言える。
【2】個体レベルからの概日時計のリセットプログラム解読
個体レベルにおける概日時計のリセットプロセスを解明するために、時計中枢の一つである松果体において時計機能を破壊したゼブラフィッシュの作製を試みた。まず、時計発振の中心的役割を担うBMAL分子のC末端領城を欠失した変異蛋白質を用い、これが時計発振に対してドミナントネガティブ効果を示すことを見いだした。次に、この変異BMAL蛋白質の遺伝子に松果体特異的プロモータを繋ぎ、松果体に変異BMALを発現するトランスジェニックゼブラフィッシュを作製した。その結果、変異遺伝子導入系統として複数のゼブラフィッシュ系統を樹立することに成功した。

Research Products

• [Publications] Toshiyuki Okano: "Chicktacking pineal clock"J.Biochem.(Tokyo). 134. 791-797 (2003)
• [Publications] 岡野俊行(分担執筆): "「時計遺伝子の分子生物学」のうち「時計遺伝子総論:脊椎動物」の項を分担執筆"シュプリンガーフェアラーク東京. 204(8) (2004)
• [Publications] 深田吉孝(分担執筆): "「図説分子病態学」改訂3版のうち「視覚異常」の項を分担執筆"中外医学社. 502(6) (2003)