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脳内の時計細胞における概日リズム発振系と光入力系の分子解析

大脑时钟细胞昼夜节律振荡系统和光输入系统的分子分析

基本信息

批准号：
13304064
负责人：
深田吉孝
金额：
$ 23.46万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

交付申請書に記載の研究目的に沿って概日リズムの発現と光位相シフトに関する研究を遂行し、以下の成果を得た。(1)ニワトリ松果体に発現する時計遺伝子Per2, Per3, Clock, Bmall及び新規のbHLH-PAS型転写因子Bmal2をクローニングした。機能解析の結果、BMAL2はCLOCKやBMAL1と結合し、転写の促進とその抑制という両方向性の転写調節機能を持つと推定された。また、ニワトリ松果体からCry1・Cry2遺伝子を単離し、培養松果体細胞でのmRNA量を明暗・恒暗条件下で調べた。その結果、両遺伝子の発現は概日時計のみならず光の制御を受けていることが判明し、Cry遺伝子が光位相シフトに関与する可能性が示唆された。(2)ニワトリ松果体において活性が日周変動を示すMAPキナーゼ(MAPK)は主観的暗期の光刺激により脱リン酸化(不活性化)されるが、この光応答現象がMAPKを脱リン酸化するフォスファターゼの光活性化に起因することを見出した。次に、時計細胞におけるMAPKの標的蛋白質を探索し、MAPKがBMAL1をリン酸化することを見出した。このリン酸化部位を決定し、そのうちThr534のリン酸化によりBMAL1の転写活性化能が抑制されることを明らかにした。これらの結果から、MAPKの活性リズムは概日時計の位相調節に重要な役割を果たしていると考えられた。(3)光位相シフトの分子機構を知るため、Differential Display法を用いてニワトリ松果体において時刻特異的に光誘導される遺伝子を網羅的に探索した。その結果、位相後退時に発現誘導されるbZIP型の転写因子cE4BP4を同定した。転写アッセイにおいてcE4BP4はcPer2の転写を抑制し、生体においてもcE4BP4はPer2の転写を光依存的に抑制して位相後退を誘導することから、光位相シフトの重要因子と考えられた。

The purpose of the research stated in the application form was carried out along with the research on the light phase of the project, and the following results were obtained. (1) ニワトリpineal gland に発 appear するclock legacy 伝子Per2, Per3, Clock, Bmall and び新码のbHLH-PAS type 転WRITE factor Bmal2をクローニングした. The results of functional analysis, BMAL2 CLOCK and BMAL1 are combined, and the promotion and inhibition of 転WRITING are directional and the regulation function is maintained and estimated.また, ニワトリpineal body からCry1・Cry2 伝子を単し, cultured pineal gland cells でのmRNA amount を Adjustment べた under light and dark conditions.そのRESULT、両伝子の発appearは正日时时时のみならず光のcontrolをReceiveけているこIt is clear that Cry is clear, the light phase of Cry is clear, and the possibility of Cry is revealed. (2) The activity of the pineal gland in the pineal gland changes daily and weekly, indicating that the MAPK (MAPK) is mainly stimulated by light during the dark period and is acidified ( Inactivation)されるが、この光応 Answer phenomenonがMAPKをDe-リン acidificationするフォスファターゼのPhotoactivationにcauseすることを见出した. The target protein of Clock Cell is Exploration, and MAPK BMAL1 is acidified and it is seen. The acidification site of このリンをdeterminationし, the acidification of そのうちThr534のリンによりBMAL1の転activation can be inhibited by the されることを明らかにした.これらのRESULTS から、MAPKのACTIVITY リズムはrough date timepiece のphase adjustment にimportant なservice cut をfruit たしていると考えられた. (3) The optical phase molecular mechanism is known and the Differential Display method is used to explore the pineal gland and the specific time-specific light-induced される伝子をnetwork. As a result, when the phase regresses, the current induced bZIP type writing factor cE4BP4 is determined.転写アッセイにおいてcE4BP4はcPer2の転を综合し、生生においてもcE4BP4はPe r2の転WRITE をLight-dependent にinhibition してphase retreat をinducing することから, light phase シフトのimportant factor と考えられた.