哺乳類の概日リズムの体内時計の分子機構:CK1εの役割

概日リズムの体内時計の時刻発振機構の分子機構は、positive-negative feedback機構であると想定されており、この分子機構には転写抑制因子の核内移行や分解が重要なステップであると考えられる。CK1εはセリン/スレオニンキナーゼとして機能するが、蛋白質のリン酸化が核内移行や分解に重要な役割を果たす可能性があり、本研究では転写抑制因子であるPERの核内移行・分解に関与するリン酸化部位の同定に焦点を合わせて研究を行った。これまでに、CK1εによるmPER1のリン酸化部位を3ケ所同定し、同定したmPer1のリン酸化領域内でCK1εによるリン酸化モチーフを探索、数種のアミノ酸を置換した変異体を作成した。培養細胞系においてその変異体をCK1εと共発現させ、核外移行阻害剤等を用いて、核内移行の有無を検討し、661、663番目のセリン残基が核内移行に重要である事が示唆された。このリン酸化部位はPER1,PER2,CRY1,CK1εと複合体を形成して核内移行するときにも重要な部位であると考えられる。また、mPER1のCK1εによるリン酸化が全部で何ケ所あるかin vitro kinase assayやMALDI/TOFにより検討した。さらに、同様に変異体を発現させた培養細胞に[35S]-Methionineを用いてパルスラベルし追跡してmPer1のリン酸化と分解の経時的変化を各変異体間で比較することにより、714番目のセリン残基がリン酸化の制御に関与してる事が示唆された。現在、トランスジェニックマウスの作成、及びmPer1のリン酸化ペプチド抗体の作成を試みており、mPer1のリン酸化に日周変動が見られるか等、検討中である。

概日リズムの体内時計の時刻発振機構の分子機構は、positive-negative feedback機構であると想定されており、この分子機構には転写抑制因子の核内移行や分解が重要なステップであると考えられる。CK1εはセリン/スレオニンキナーゼとして機能するが、蛋白質のリン酸化が核内移行や分解に重要な役割を果たす可能性があり、本研究では転写抑制因子であるPERの核内移行・分解に関与するリン酸化部位の同定に焦点を合わせて研究を行った。これまでに、CK1εによるmPER1のリン酸化部位を3ケ所同定し、同定したmPer1のリン酸化領域内でCK1εによるリン酸化モチーフを探索、数種のアミノ酸を置換した変異体を作成した。培養細胞系においてその変異体をCK1εと共発現させ、核外移行阻害剤等を用いて、核内移行の有無を検討し、661、663番目のセリン残基が核内移行に重要である事が示唆された。このリン酸化部位はPER1,PER2,CRY1,CK1εと複合体を形成して核内移行するときにも重要な部位であると考えられる。また、mPER1のCK1εによるリン酸化が全部で何ケ所あるかin vitro kinase assayやMALDI/TOFにより検討した。さらに、同様に変異体を発現させた培養細胞に[35S]-Methionineを用いてパルスラベルし追跡してmPer1のリン酸化と分解の経時的変化を各変異体間で比較することにより、714番目のセリン残基がリン酸化の制御に関与してる事が示唆された。現在、トランスジェニックマウスの作成、及びmPer1のリン酸化ペプチド抗体の作成を試みており、mPer1のリン酸化に日周変動が見られるか等、検討中である。