合成生物学的アプローチによる哺乳類概日時計の温度補償性の理解

本年度ではCKIε/δの温度非依存なリン酸化反応を定量的に理解するために、各素過程の速度定数を等温滴定型カロリーメーター(ITC)により求めた。CKIε/δのリン酸化反応を定常状態近似し、数理モデル化することで理論予測と実験検証の相関性を示した。定量的な解析結果より温度非依存的なリン酸化機構は、リン酸化された生成物とCKIδとの複合体形成過程が重要な素過程であることを見出した。また遺伝学的なスクリーニングを行い、CKIδが生成物と複合体形成過程が起こらないCKIδ変異体の同定にも成功している。そのCKIδ(MT)をROSA26遺伝子座にTALENによりノックインをしてマウスの行動解析を行った結果、概日リズムの周期長が短周期化していた。さらにその遺伝子改変されたCKIδ(MT)マウスの視交叉上核(SCN)の温度依存的な概日時計の周期長を測定すると、温度依存的に周期長が短周期化していることがわかった。従ってCKIδと生成物との結合過程が概日時計の周期長及び温度補償性に関与していることが証明された。

本年度ではCKIε/δの温度非依存なリン酸化反応を定量的に理解するために、各素過程の速度定数を等温滴定型カロリーメーター(ITC)により求めた。CKIε/δのリン酸化反応を定常状態近似し、数理モデル化することで理論予測と実験検証の相関性を示した。定量的な解析結果より温度非依存的なリン酸化機構は、リン酸化された生成物とCKIδとの複合体形成過程が重要な素過程であることを見出した。また遺伝学的なスクリーニングを行い、CKIδが生成物と複合体形成過程が起こらないCKIδ変異体の同定にも成功している。そのCKIδ(MT)をROSA26遺伝子座にTALENによりノックインをしてマウスの行動解析を行った結果、概日リズムの周期長が短周期化していた。さらにその遺伝子改変されたCKIδ(MT)マウスの視交叉上核(SCN)の温度依存的な概日時計の周期長を測定すると、温度依存的に周期長が短周期化していることがわかった。従ってCKIδと生成物との結合過程が概日時計の周期長及び温度補償性に関与していることが証明された。