光受容及び生物時計を司る遺伝子システムの解明

阐明控制光感受和生物钟的遗传系统

• 批准号: 14014221
• 负责人: 藤堂 剛
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14014221/
• 关键词: 紫外線損傷; 概日リズム; クリプトクローム; 光回復酵素; 青色光; PASドメインタンパク

クリプトクロームは、Flavin Adenine Dinucleotide(FAD)を補酵素として持つフラボタンパクであり、バクテリアから植物、ヒトまで生物界に幅広く存在している。クリプトクロームは光回復酵素と呼ばれる光を受容する事により機能するDNA修復酵素に由来しており、何らかの光受容過程を含む生理機能に関与している事が示唆されていたが、高等動物においては概日リズムの制御を行っている事が明らかとなった。概日リズムを作り出す生物時計は、PASドメインと呼ばれるタンパク間相互作用に関与するモチーフを持つ一群のタンパクから構成されている。クリプトクロームは、このPASドメインを持つ一群の転写因子に直接結合し、その活性を制御しており、生物時計の中心的役割を担っている。本研究は、クリプトクローム及びそれと相互作用するPASドメインタンパク群の機能を、シアノバクテリア、ショウジョウバエ、ゼブラフィッシュ(メダカ)、マウスにおいて包括的に解析しようというものである。本年度は以下のことを明らかにした。1)CRYは光回復酵素・クリプトクロームタンパクファミリーの一員であるが、このファミリーの中でCRYと一次構造が最も似ている6-4光回復酵素の結晶構造を明らかにした。これまでに、CPD光回復酵素については米国のグループが、またシアノバクテリアのCRYに関しては昨年度の本申請研究で結晶構造を明らかにしていたが、このタンパクファミリーの構造と機能を理解する上で重要な知見を得ることが出来た。2)機能の異なるCRYタンパク間でキメラを作成することにより、CLOCK, BMAL1と相互作用するドメインを決定するとともに、核移行二十葉な働きをするドメインを同定した。3)ゼブラフィッシュ培養細胞において、光により特定のCry遺伝子の発現が誘導される事を報告していたが、これをリアルタイムで検出する系を開発した。その制御メカニズムを明らかにすることが可能になると期待できる。

Flavin Adenine Dinucleotide(FAD) is a complement enzyme that exists in the biological world. DNA repair enzymes are responsible for the physiological functions of photoreceptors and for the control of photoreceptors in higher animals. A biochronometer is composed of a group of biochronometers, which are related to the interaction between them. A group of writing factors are directly combined with each other, and their activity is controlled by the center of biological time. This study focuses on the interaction between PAS and its components, including the functional analysis of PAS components, the PAS components, the analysis of PAS components, the PAS components, the analysis of PAS components, the PAS components and the PAS components. This year, the following is a list of activities. 1)CRY is a member of photorevertase, and its primary structure is similar to that of CRY. 6-4 The crystal structure of photorevertase is clear. This is the first time that CPD has been used to study the structure and function of CRY. 2)The function of CRY is different from that of CLOCK, BMAL and interaction. 3) The development of a system for the induction of specific Cry genes in cultured cells by light and light. The first time I saw him, I saw him.

项目成果

J.Hirayama, I.Fukuda, T.Ishikawa, Y.Kobayashi, T.Todo: "New role of zCRY and zPER2 as regulators of sub-cellular distributions of zCLOCK and zBMAL proteins"Nucleic Acids Res. 31. 935-943 (2003)

J.Hirayama、I.Fukuda、T.Ishikawa、Y.Kobayashi、T.Todo：“zCRY 和 zPER2 作为 zCLOCK 和 zBMAL 蛋白亚细胞分布调节剂的新作用”核酸研究。

R.Brudler, K.Hitomi, H.Daiyasu, H.Toh, K.Kucho, M.Ishiura, M.Kanehisa, V.Roberts, T.Todo, J.Tainer, E.Getzoff: "Identification of a new cryptochrome class : structure, function and evolution"Mol Cell.. 11. 59-67 (2003)

R.Brudler、K.Hitomi、H.Daiyasu、H.Toh、K.Kucho、M.Ishiura、M.Kanehisa、V.Roberts、T.Todo、J.Tainer、E.Getzoff：“新密码色素的鉴定

T.Ishikawa, J.Hirayama, Y.Kobayashi, T.todo: "Zebrafish CRY represses transcription mediated by CLOCK-BMAL heterodimer with out inhibiting its binding to DNA"Genes Cells. 7. 1073-1086 (2002)

T.Ishikawa、J.Hirayama、Y.Kobayashi、T.todo：“斑马鱼 CRY 抑制 CLOCK-BMAL 异二聚体介导的转录，而不抑制其与 DNA 的结合”Genes Cells。

Veber, C.W.M.Kay, H.Mogling, K.Mobius, K.Hitomi, T.Todo: "Photoreactivation of the Flavin cofactor in xenopus Iaevis (6-4)photolyase : Observation of a transient tyrosyl radical by time-resolved electronmagnetic resonance"Proc.Natl.Acad.Sci. USA. 99. 1319

Veber、C.W.M.Kay、H.Mogling、K.Mobius、K.Hitomi、T.Todo：“爪蟾 Iaevis (6-4) 光解酶中黄素辅因子的光再激活：通过时间分辨电子磁共振观察瞬态酪氨酰自由基”