ケージド時計調節化合物を用いた概日リズムの光制御と細胞間相互作用の解析

点击翻译按钮获取中文摘要

概日時計は分子から個体の各階層を時間・空間的に統合して多様な生理現象の日内リズムを生み出す。申請者はケミカルバイオロジーの手法を応用し、概日リズムの周期を変化させる新規化合物を発見して鍵となる制御機構を明らかにしてきた。多細胞から成る概日時計システムの理解に向けた次のステップとして解明すべき重要課題が、細胞間の相互作用である。これまでに時計調節化合物longdaysinをもとにケージド誘導体を開発し、時間的な精密制御を実現した。本研究ではこのようなケージド時計調節化合物を用い、狙ったタイミングに狙った細胞で概日時計を定量的に操作する新技術を生み出す。これを概日リズムの1細胞イメージングに応用し、細胞間相互作用の時空間的な解析に挑戦する。本年度は1細胞レベルの概日リズムを測定する顕微鏡システムにおいて、ケージド化合物の活性化に必要な紫色光の照射条件の検討を進めた。培養細胞を用いた実験では光照射による細胞毒性の問題を避けることができなかったため、マウス組織の培養系を用いた検討を開始した。あわせて、時計タンパク質CRY1に作用する光スイッチ化合物を用いた条件検討を行っている。並行して、CRY1とCRY2の両方に作用する化合物KL001の誘導体として開発されたSHP656がCRY2に選択的に作用することを見出した。CRY2-SHP656複合体の構造と機能の解析から、ゲートキーパーと名付けたトリプトファンの向きがアイソフォーム選択性に重要な役割を果たすことが判明し、CRYの機能制御の理解を深めることができた。