シアノバクテリアにおける夜間の概日時計出力系因子の解明と季節適応性の検討

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多くの生物は「概日時計」という内因性の時計を持ち,昼夜交替や季節変動などの環境変化を積極的に予測して効率的な生命活動を実現させている。光合成シアノバクテリア,Synechococcus elongatus PCC7942(以下S. elongatus)は概日時計を持つ最も単純な生物であり,概日時計の分子機構や生理機能を研究する上で非常に有用である。本研究では,[1]最もシンプルな概日時計のモデル生物シアノバクテリアで,全く未解明である夜間の概日時計システム解明を目指す。[2]そして,真核生物では達成困難であろう,昼夜環境下での細胞内の概日システムの織りなす動的ダイナミクスを理解する。[3]これを通して,高等動植物に見られる光周性などの高度な環境適応メカニズムの基本骨格の理解を深めることを目的とした。本年度は,シアノバクテリアの夜間における概日時計出力系の研究をおこなうと共に,研究のまとめをおこなった。昨年度の成果として,シアノバクテリア概日時計出力系は「時計遺伝子の転写無しに機能することができる」という概日時計研究における新たな知見を得ることができ,米国アカデミー紀要(PNAS)に論文掲載を果たすことができたが,本年度も引き続き研究を発展させた。その結果「夜間の概日出力系を制御する中心振動子の状態が暗期開始時間によって変化する」事が明らかとなった。この結果も,概日時計研究における新知見である。以上の研究成果をまとめ,本年度に米国アカデミー紀要(PNAS)に論文投稿を果たすことができた(Hosokawa et al., リバイス投稿準備中)。その他にも,千葉大学の華岡博士と共同で概日時計出力系の分子メカニズムの一部を明らかにし,科学誌J. Biol Chem.に共著で論文投稿を果たした。このように,研究成果を残すと共に当該分野の発展に寄与することができた。