視交叉上核由来細胞を用いた哺乳類概日リズム発振システムのシミュレーション

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1.化合物刺激によりPer1::luc導入SCN由来細胞のルシフェラーゼ発現リズムが示す動的反応性の解析Per1::luc導入SCN由来細胞への各種化合物投与実験により、この細胞が示す自律的な概日リズムに分子的撹乱を誘導でき、その動的特性をルシフェラーゼ発現リズムの定量により正確に測定できる。そこでいくつかのシグナル伝達物質、神経伝達物質に対するこの細胞の位相反応曲線を求め数理的解析を実施したところ、いずれの物質を用いても光パルス方の位相反応曲線であった。2.化合物刺激によりPer1::luc導入SCN由来細胞のmRNA、タンパク質、代謝物質が示す動的反応性の網羅的解析二つの独立に得られたPer1::luc導入SCN由来細胞を用いて、DNAチップ法によるトランスクリプトーム解析により転写ネットワークの定量を実施した。それぞれ、数百に及ぶ概日発現振動遺伝子を見いだし、共通する遺伝子は41個あった。それらの機能は、細胞複製、遺伝子転写、生体物質代謝、アポトーシス等細胞活動の多岐にわたっていた。現在これらの遺伝子の機能を細胞レベルで網羅的に明らかにしつつある。さらに、化合物刺激による位相前進や後退時に発現変動を示す遺伝子について同様なトランスクリプトーム解析を実施し、約80個の遺伝子が位相変化に伴い特異的に誘導された。同時に進めたプロテオーム解析でも、やはり約10個のタンパク質発現レベルが位相変化特異的に変動することが認められた。現在質量分析法により、これらのタンパク質の同定を進めている。またPer1::luc導入SCN由来細胞を用いて、検出できうる約800種の代謝物質のメタボローム解析を行った。約100種の物質の細胞内レベルについて概日振動が見いだされたことで、これらの代謝ネットワーク制御機構についてバイオインフォマテイクスを用いて推測を進めている。