Why is the circadian rhythm center composed of GABAergic neurons?

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03425
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 48020:Physiology-related
• Research Institution: National Institutes of Natural Sciences
• Principal Investigator: Enoki Ryosuke 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(機構直轄研究施設), 生命創成探究センター, 准教授 (00528341)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 江川 潔 北海道大学, 医学研究院, 助教 (40450829)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 概日時計 / 視交叉上核 / イメージング / 神経細胞 / GABA

Outline of Final Research Achievements

The research was conducted to elucidate the physiological significance and mechanisms of GABAergic neurons in the master clock neurons, the suprachiasmatic nucleus, using optical imaging techniques. Intracellular chloride ion is the main factor that determines the direction of GABAergic excitatory-inhibitory responses, and circadian fluctuations in chloride concentration in the suprachiasmatic nucleus are thought to cause a switch between excitatory and inhibitory responses. Our imaging studies have allowed us to observe 24-hour rhythms of chloride ion concentrations at the neuronal network level and to observe spatially characteristic rhythmic phase patterns.

Free Research Field

神経生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

概日時計のリズム発振メカニズムを解明する上で、視交叉上核ネットワークの作動原理を理解することは重要であり、本研究は学術的に意義があると考える。また、様々な細胞機能への超長期イメージング計測の展開という、計測技術としても領域の広がりを示すものであり、今後の更なる発展が期待できる。さらには、現代社会では概日リズムが乱れる事による心身の不調が問題になっており、概日時計のリズム発振の基本原理を解明することは、社会的にも意義があると考える。