概日センサーを介したリズム形成機構の解明

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概日リズムは、24時間で自転する地球環境に適応すべく生命が獲得した生理現象と考えられ、ほぼすべての生物に備わる基本的生命現象である。網膜で受容された光情報は、SCNに到達し、SCNニューロンは固有の概日時計を有するが、ニューロン間の同調によりSCNにおける中枢の概日時計が形成される。この中枢時計がロバストな概日リズムとして出力され、環境変化にダイナミックに対応し、生物個体の生存適応に必須の生命現象となる。本研究においては、光という環境情報を受容した後おこるSCNニューロン間での同調を概日セルセンサーとしてとらえ、SCN内の細胞間相互作用に必要な分子の同定を行う。またSCN部位特異的神経伝達阻害マウスを作製し、センサー間相関関係の機能的解析を行うことにより、概日センシング機構を解明する。生物が環境に適応する上で、時間のファクターは必須である。長期間にわたる生命現象の遺伝子発現は適切な時期に発現する必要があり、それらをリンクするものが時計遺伝子であるとも言える。マウスを生後恒常明(Light-light, LL)環境下で飼育した場合、成育後通常の明暗(Light-dark, LD)環境下に戻しても、暗期(マウスは夜行性)での明らかな行動異常(行動量の減少、一時的多動等)が見られることを発見した。これは、乳幼児期にLL条件下で飼育された結果、発達段階SCNでの細胞間情報伝達に24時間光刺激により何らかの異常をきたし、正常な中枢(SCN)時計が形成されなかったためと考えられ、この細胞間情報伝達に関与する分子あるいは機構が行動発達障害の引きがねとなるという仮説をたてることができる。研究代表者らは既にマウスをLL及びLD条件下で飼育したマウス由来のSCNを採取し、DNAマイクロアレイ法によって、LL条件下で発現変動している遺伝子群(26個)を同定した。