環境ストレス適応の基盤となる細胞時計の同期振動を駆動する蛋白質コード

驱动细胞时钟同步振荡的蛋白质代码，是适应环境压力的基础。

• 批准号: 19K07288
• 负责人: 田丸 輝也
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Toho University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K07288/
• 关键词: circadian rhythm; stress response; live imaging; ranscription facttor; biological clock; phosphorylation; nuclear translocation; synchronization; transcription factor; bioluminescence; Bioluminescence; protein modification; 生物時計; 環境ストレス; 転写因

環境によるストレス(環境ストレス)は様々な健康問題・疾患(生活習慣病・癌等)を引き起こし、時計蛋白質BMAL1等による細胞時計を介するストレス適応能の低下はその一因だと考えられている。研究代表者はその根拠として、様々な環境ストレス(熱、活性酸素、UV)に対し、複数の適応防護システムと連携した細胞時計の同期応答が適応反応を駆動し、その同期障害はストレス適応能を低下させることを示している。本研究は、環境ストレス適応の基盤となる細胞時計の同期を統御する蛋白質コード（修飾、相互作用、細胞内局在等）を解明することを目的とする。代表者はその鍵として細胞時計同期の初期過程で不可欠な役割を担うBMAL1のS領域とBMAL1核細胞質内局在パターンの同期性転移（ISR）を発見し、同期に関与しうるBMAL1蛋白質制御も解明している。本年度は、末梢時計モデルとして、繊維芽細胞の単一細胞レベルで、細胞時計同期において、mVenus-BMAL1時計タンパク質発現蛍光レポータを指標に、BMAL1の免疫染色と同様、ライブセルでのISR現象を確認した。中枢時計における解析として、SCN特異的BMAL1KOマウスを作製し、行動、スライスにおける時計レポータリズムの破壊を確認した。さらにAAVベクターによるBMAL1野生型・S領域欠損型レスキュー系を用いて、S領域が欠損すると個々のSCNニューロンの時計は振動するが、位相がバラバラにずれて脱同期すること、つまりBMAL1-S領域が中枢細胞時計の同期振動に不可欠であることを示した。本研究の新たな時計同期機序の知見を礎にストレス適応能の向上を図る医療への展開が期待される。

Environmental factors (environmental factors), health problems, diseases (lifestyle diseases, cancer, etc.), and the rise of time, protein, BMAL1, etc., are the main factors that lead to the decline of energy. The study representatives expressed their concern about the environmental factors (heat, reactive acids, UV), multiple protection mechanisms, and synchronization of cellular timing. This study aims to clarify the protein pathways (modifications, interactions, intracellular functions, etc.) that regulate the synchronization of cellular timing in response to environmental changes. It represents the development, synchronization and regulation of BMAL1 protein in the early stages of cell timing. This year, we confirmed the phenomenon of cell cycle, cell cycle synchronization, mVenus-BMAL-1 time cycle, BMAL-1 immunostaining identity, and ISR of cell cycle. Central time analysis, SCN-specific BMAL1KO control, action, time analysis, identification BMAL1 wild-type S-domain underexpenditure type S-domain underexpenditure type S-domain unde The new timing mechanism of this study is expected to provide a basis for the development of medical science.

项目成果

時差障害の克服に向けた細胞時計同期振動の解明

阐明细胞时钟同步振荡以克服时差问题

• 发表时间: 2021
• 作者: 田丸輝也;重吉康史;河村玄気;小澤岳昌;吉種光;清水貴美子;深田吉孝;高松研
• 通讯作者: 高松研

The clock components Period2, Cryptochrome1a, and Cryptochrome2a function in establishing light-dependent behavioral rhythms and/or total activity levels in zebrafish

• DOI: 10.1038/s41598-018-37879-8
• 发表时间: 2019-01-17
• 期刊: SCIENTIFIC REPORTS
• 影响因子: 4.6
• 作者: Hirayama, Jun;Alifu, Yikelamu;Nishina, Hiroshi
• 通讯作者: Nishina, Hiroshi

Initial signals to synchronize cellular clocks commonly evoking environmental stress adaptation.

同步细胞时钟的初始信号通常会引起环境压力适应。

• 发表时间: 2019
• 作者: 田丸輝也;吉種 光;河村玄気;小澤岳昌;深田吉孝;高松研
• 通讯作者: 高松研

Initial protein events commonly pivotal for various environments/stresses- triggered cellular clock synchronization.

初始蛋白质事件通常对于各种环境/压力触发的细胞时钟同步至关重要。

• 发表时间: 2019
• 作者: Teruya Tamaru;Genki Kawamura;Hikari Yoshitane;Takeaki Ozawa;Yoshitaka Fukada;Ken Takamatsu
• 通讯作者: Ken Takamatsu

Transgenic rats expressing dominant negative BMAL1 showed circadian clock amplitude reduction and rapid recovery from jet lag

• DOI: 10.1111/ejn.15085
• 发表时间: 2020-12
• 期刊: European Journal of Neuroscience
• 影响因子: 3.4
• 作者: Y. Minami;T. Yoshikawa;M. Nagano;Satoshi Koinuma;Tadamitsu Morimoto;Atsuko Fujioka;Keiichi Furukawa;Keisuke Ikegami;Atsuhiro Tatemizo;Kentaro Egawa;T. Tamaru;T. Taniguchi;Y. Shigeyoshi