哺乳類時計タンパクの翻訳・分解制御機構と生理的意義の解明

阐明哺乳动物时钟蛋白的翻译/降解控制机制和生理意义

基本信息

批准号：
15032232
负责人：
八木田和弘
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Nagoya University (2004)Kobe University (2003)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15032232/
关键词：
概日リズム mPER2 翻訳後修飾

项目摘要

本研究は、哺乳類時計たんぱく質の翻訳および分解調節のメカニズムと生理的意義について解析することを目的としている。哺乳類体内時計は、時計遺伝子と呼ばれる一連の遺伝子群が形成するリズミックな遺伝子発現ネットワークによってうみだされている。まず、われわれはmPer2をテトラサイクリン依存性に発現可能なNIH3T3細胞株を作成し、mPer2の定常的な過剰発現に伴う細胞の概日リズム発現の変化を解析した。この結果、定常的に発現させるmPer2遺伝子の量依存的に概日リズムの減衰が見られた。このときのmPER2蛋白発現もしくは蓄積の調節がどのようになされているかを現在解析中である。さらに、Tetシステムを利用して、定常的な時計遺伝子の発現を誘導できる遺伝子導入モデルマウスの作出を行っている。現在、tTA遺伝子が導入されたマウスが8系統およびrtTA遺伝子が導入されたマウスが16系統出来ており、それらについて詳細な発現パターンの解析を行っている。このモデルマウスは、基地の遺伝子の翻訳分解調節の解析のみならず、上記の研究から取得した新たな遺伝子の機能解析においても非常に有用な系であると考えられ、今後も引き続き計画を進めていく。さらに、時計タンパクの翻訳ご就職の意義について、ルシフェラーゼとの融合タンパクにしたmPER2の量的な変動をリアルタイムに測定できる系を確立した。ルシフェラーゼとの融合タンパクにすることによって日生理的な性質を示す可能性があるが、mPER2の場合既にノックインマウスで野生型のmPER2とこの融合タンパクの間に、特に動態の違いが見いだされていないことが報告されている。その結果、定常的なmRNAの発現下でもmPER2-Luc融合タンパクはその蓄積に概日性の変動があることが確認された。それは、転写のリズムにくらべて非常に弱いものであるが、翻訳後の制御にも概日性の調節があることを示唆している結果である(投稿準備中)。

本研究的目的是分析哺乳动物时钟蛋白翻译和降解的调控机制和生理意义。哺乳动物的生物钟是由一系列称为时钟基因的基因形成的有节奏的基因表达网络产生的。首先，我们创建了一种能够以四环素依赖性方式表达 mPer2 的 NIH3T3 细胞系，并分析了与 mPer2 持续过度表达相关的细胞昼夜节律表达的变化。结果，昼夜节律减弱的方式取决于持续表达的 mPer2 基因的数量。我们目前正在分析此时mPER2蛋白表达或积累是如何调节的。此外，利用 Tet 系统，我们正在创建可以诱导恒定时钟基因表达的转基因小鼠模型。目前，tTA基因小鼠有8个系，rtTA基因小鼠有16个系，详细的表达模式正在分析中。该模型小鼠被认为是一个非常有用的系统，不仅可以用于分析基础基因的翻译降解调控，而且可以用于分析从上述研究中获得的新基因的功能，我们将在未来继续推进我们的计划。。此外，考虑到时钟蛋白翻译的重要性，我们建立了一个可以实时测量mPER2定量变化的系统，该系统已与荧光素酶制成融合蛋白。 mPER2有可能通过与荧光素酶形成融合蛋白而表现出生理特性，但就mPER2而言，在敲入小鼠体内，野生型mPER2和该融合蛋白之间没有发现动力学差异。报道称。结果证实，即使在恒定的mRNA表达下，mPER2-Luc融合蛋白的积累也表现出昼夜节律波动。虽然这与转录节律相比非常弱，但这一结果表明翻译后控制也具有昼夜节律调节（为提交做准备）。