2020 Fiscal Year Annual Research Report
Circadian clock oscillation in primate SCN
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18H04015
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
岡村 均 京都大学, 医学研究科, 研究員 (60158813)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
冨永 恵子 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (60256196)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 視交叉上核 / 生体リズム / リズム発振 / リズム同調 / 哺乳類 / 霊長類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
眼に光が入ると網膜で受容され、そのシグナルが視神経を経て、概日時計の中枢である視交叉上核（SCN）に到達する。光情報は、神経終末からのグルタミン酸の放出に変換され、このグルタミン酸をSCNの時計細胞を受容する。夜間、時計細胞はこの光刺激を受けて興奮し、細胞外からカルシウムイオンが細胞内に流入し、このシグナルは最終的に、細胞核に到達し、クロマチンリモデリングを引き起こし、リン酸化されたCREBによりCREを介した時計遺伝子Per の転写が促進され、体内時計がシフトする。今回、このシフトを制限する因子もSCNに同時に誘導されるのではないかと考え、SCN-Gene Projectを適応して、その可能性を検討した。
我々は、SCNに発現する光で誘導される遺伝子の一つである、低分子G タンパク質Gem に注目した。Gem は光照射後30分以内にSCNで劇的に増加した。Gem遺伝子欠損マウスを作製し、光刺激による行動リズムのシフト量を測ると、光刺激による時刻のシフト量が増大していた。膜電位固定法でGem 欠損マウスのカルシウムイオンの変動を測定したところ、L 型カルシウムチャネルを介したカルシウムイオンの細胞内への流入（カルシウム電流）が増大していた。
以上、本研究により次の２点を発見した。1）光刺激に反応して、時計細胞にカルシウムチャネルの抑制物質であるGem が誘導された。2）誘導されたGem は、VDCC からのカルシウムイオンの細胞内への流入を抑制し、体内時刻が過剰にシフトしないように調節していた。
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(12 results)
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[Journal Article] Minimal upstream open reading frame of Per2 mediates phase fitness of the circadian clock to day/night physiological body temperature rhythm.2023
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 Reports
Volume: 42
Pages: 112157
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 Reports
Volume: 39
Pages: 110844
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Circadian protection against bacterial skin infection by epidermal CXCL14-mediated innate immunity.2022
Author(s)
Tsujihana K, Tanegashima K, Santo Y, Yamada H, Akazawa S, Nakao R, Tominaga K, Saito R, Nishito Y, Hata RI, 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 U S A.
Volume: 119
Pages: e2116027119
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] S-adenosyl-l-homocysteine hydrolase links methionine metabolism to the circadian clock and chromatin remodeling.2020
Author(s)
Greco CM, Cervantes M, Fustin JM, Ito K, Ceglia N, Samad M, Shi J, Koronowski KB, Forne I, Ranjit S, Gaucher J, Kinouchi K, Kojima R, Gratton E, Li W, Baldi P, Imhof A, Okamura H, Sassone-Corsi P.
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Journal Title
Sci Adv
Volume: 6
Pages: eabc5629
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Methylation deficiency disrupts biological rhythms from bacteria to humans.2020
Author(s)
Fustin JM, Ye S, Rakers C, Kaneko K, Fukumoto K, Yamano M, Versteven M, Grunewald E, Carerti ML, Yoshioka-Kobayashi K, Whigill SJ, Tamai TK, Xu Y, Jabbur ML, Kojima R, Lambtmore D, Tammam S, Howell PL, Kageyama R, Matsuo T, Stanewsky R, Golombek DA, Johnson CH, Kakeya H, van Ooijen G, Okamura H.
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Journal Title
Commun Biol
Volume: 3
Pages: 211
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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