生存戦略としての体内時計システムの分子解剖

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交付申請書に記載の研究実施計画に沿って研究を遂行し、以下の成果を得た。但し、研究予定期間(1年)が約6ヶ月短縮されたことに伴い、実施内容も圧縮された。哺乳類の概日時計における光入力系は網膜の光感受性神経節細胞ipRGCが担うが、私共の研究成果から、ipRGCの光受容蛋白質OPN4が新たなシグナル伝達経路を駆動する可能性が浮かび上がってきた。OPN4シグナルを担う候補因子群について、それぞれの機能阻害実験を細胞レベルで行った。このうち候補G蛋白質サブタイプについては、当初計画していた薬理学的阻害が困難であることが判明したため、分子遺伝学的な手法(RNAi)を用いた実験系に切り替え、その実験準備を整えた。一方、概日時計に関連した脳機能の一つとして、情動の日内変動に着目して研究を進めた。気分や情動は一日の時刻により変化すると一般的に言われているが、情動変化が明暗周期によるのか体内時計に起因するのかはわかっていない。私共は、不安様行動を測定する高架十字迷路テストを実施し、明暗周期が無い恒暗環境下でも不安様行動が日周変動する事を見出し、マウスの情動が体内時計によって調節される可能性が示唆された。一方、分子時計の振動原理に迫るため、時計タンパク質複合体CLOCK-BMAL1のDNA結合リズムに着目して研究を進めた。私共はこれまでにChIP-Seq解析によりCLOCKが結合するDNA領域をゲノムワイドに同定してきた。本研究では、様々な時刻に調整したマウス肝臓を用いてRNA-Seq解析を行った結果、遺伝子発現が検出できた11,926の転写産物のうち約10%に当たる1,126個がリズミックに転写されていた。興味深いことに、このリズミックな転写産物の中でCLOCKの標的遺伝子は324個と少なく、よりグローバルな視点での間接的リズム制御の重要性を明らかにすることができた。