Temporal integration of cellular system by circadian clock in cyanobacteria
蓝藻生物钟对细胞系统的时间整合
基本信息
- 批准号:15GS0308
- 负责人:
- 金额:$ 264.33万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Creative Scientific Research
- 财政年份:2003
- 资助国家:日本
- 起止时间:2003 至 2007
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In the cyanobacterium, Synechococcus elongatus PCC 7942, three genes (kaiA, kaiB and kaiC) code essential components of the circadian clock, and negative feedback regulation of kaiBC expression by Kai proteins was confirmed and proposed as a core loop of prokaryotic circadian oscillator. However, it would be difficult to explain the key feature of circadian oscillation, that is, about 24-hour periodicity and its stability, by the feedback model of clock gene expression. To address this question, we developed DNA-chips and bioluminescence reporter strain for all transcripts and elucidated basic feature of global regulation of transcription by Kai proteins.Recently, by studying kaiC phosphorylation in continuous darkm conditions, we found robust circadian cycling of kaiC phosphorylation even without kaiBC mRNA accumulation. Moreover, by incubating kaiC with kaiA, kaiB, and ATP, we found the self-sustainable circadian oscillation of kaiC phosphorylation. The in vitro oscillation of kaiC phosphorylation persisted for at least three cycles and the period was compensated against temperature change. These results demonstrate that the oscillation of kaiC phosphorylation is the primary pacemaker of the cyanobacterial circadian clock. We further analyzed the in vitro kaiC phosphorylation cycle and found that extraordinarily weak (16 ATP/day/kaiC) but temperature-compensated ATPase activity of kaiC is a key reaction in defining the circadian period.
在蓝藻细长聚球藻 PCC 7942 中,三个基因(kaiA、kaiB 和 kaiC)编码生物钟的重要组成部分,Kai 蛋白对 kaiBC 表达的负反馈调节被证实并被认为是原核生物昼夜节律振荡器的核心环。然而,生物钟基因表达的反馈模型很难解释昼夜节律振荡的关键特征,即大约24小时的周期性及其稳定性。为了解决这个问题,我们开发了所有转录本的DNA芯片和生物发光报告菌株,并阐明了Kai蛋白转录全局调节的基本特征。最近,通过研究连续黑暗条件下的kaiC磷酸化,我们发现kaiC磷酸化的强大昼夜节律循环甚至无kaiBC mRNA积累。此外,通过将kaiC与kaiA、kaiB和ATP一起孵育,我们发现kaiC磷酸化具有自我维持的昼夜节律振荡。 kaiC 磷酸化的体外振荡持续至少三个周期,并且该周期针对温度变化进行补偿。这些结果表明kaiC磷酸化的振荡是蓝藻生物钟的主要起搏器。我们进一步分析了体外 kaiC 磷酸化循环,发现 kaiC 的 ATP 酶活性极弱(16 ATP/天/kaiC)但具有温度补偿,是定义昼夜节律的关键反应。
项目成果
期刊论文数量(114)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Role of KaiC phosphorylation in the circadian clock system of Synechococcus elongatus PCC 7942
- DOI:10.1073/pnas.0403906101
- 发表时间:2004-09-21
- 期刊:
- 影响因子:11.1
- 作者:Nishiwaki, T;Satomi, Y;Kondo, T
- 通讯作者:Kondo, T
A novel mutation in kaiC affects resetting of the cyanobacterial circadian clock
- DOI:10.1128/jb.187.8.2559-2564.2005
- 发表时间:2005-04-01
- 期刊:
- 影响因子:3.2
- 作者:Kiyohara, YB;Katayama, M;Kondo, T
- 通讯作者:Kondo, T
The resilience of the cyanobacterial circadian clock embeded in the Kai-protein oscillatory system in vitro
体外 Kai 蛋白振荡系统中嵌入的蓝藻生物钟的弹性
- DOI:
- 发表时间:2007
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:小山時隆;伊藤浩史;景山伯春;陸田径典;近藤孝男
- 通讯作者:近藤孝男
ウキクサのCONSTANSホモログの発現と機能の解析
CONSTANS同源物在浮萍中的表达及功能分析
- DOI:
- 发表时间:2008
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:三輪久美子;芹川雅之;近藤孝男;小山時隆
- 通讯作者:小山時隆
上田泰己, 近藤孝男: "動的で複雑な生命現象のシステム生物学"細胞工学. 22、No12. 1306-1308 (2003)
Yasumi Ueda、Takao Kondo:“动态和复杂生命现象的系统生物学”《细胞工程》22,第 12 期。1306-1308 (2003)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
KONDO Takao其他文献
KONDO Takao的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('KONDO Takao', 18)}}的其他基金
Circadian pacemaker of cyanobacteria by clock protein KaiC
通过时钟蛋白 KaiC 实现蓝藻的昼夜节律起搏器
- 批准号:
24000016 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 264.33万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
Molecular genetic studies on kai gene : mechanism of circadian oscillator
kai基因的分子遗传学研究:昼夜节律振荡器的机制
- 批准号:
11440234 - 财政年份:1999
- 资助金额:
$ 264.33万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B).
Real-time monitoring of gene expression by bioluminescence
通过生物发光实时监测基因表达
- 批准号:
11558089 - 财政年份:1999
- 资助金额:
$ 264.33万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Molecular basis of circadian rhythms : function of clock genes
昼夜节律的分子基础:时钟基因的功能
- 批准号:
11694199 - 财政年份:1999
- 资助金额:
$ 264.33万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (A).
Screening for genes that respond to environmental stimulus by a real-time monitoring of gene expression by bioluminescence
通过生物发光实时监测基因表达来筛选对环境刺激有反应的基因
- 批准号:
07554045 - 财政年份:1995
- 资助金额:
$ 264.33万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
相似国自然基金
转录因子DevH协调鱼腥蓝细菌异形胞分化和细胞分裂的机制研究
- 批准号:32300039
- 批准年份:2023
- 资助金额:20 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于菌毛可视化技术研究菌毛在蓝细菌聚球藻PCC7942水中沉浮过程中的流体动力学效应及其调控机制
- 批准号:12374206
- 批准年份:2023
- 资助金额:53 万元
- 项目类别:面上项目
二氧化碳高效转化的光合蓝细菌模块化混菌体系设计
- 批准号:32371486
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
水平基因转移对蓝细菌基因组演化及生态适应性的影响
- 批准号:32370009
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
全局转录扰动耦合单细胞拉曼筛选驱动蓝细菌耐盐能力优化及功能机制研究
- 批准号:32300058
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Structures and mechanisms of circadian rhythms from cyanobacteria to humans
从蓝藻到人类的昼夜节律的结构和机制
- 批准号:
10725037 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 264.33万 - 项目类别:
Structures and mechanisms of circadian rhythms from cyanobacteria to humans
从蓝藻到人类的昼夜节律的结构和机制
- 批准号:
10207193 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 264.33万 - 项目类别:
Structures and mechanisms of circadian rhythms from cyanobacteria to humans
从蓝藻到人类的昼夜节律的结构和机制
- 批准号:
10621358 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 264.33万 - 项目类别:
Structures and mechanisms of circadian rhythms from cyanobacteria to humans
从蓝藻到人类的昼夜节律的结构和机制
- 批准号:
10399570 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 264.33万 - 项目类别:
Coupling between Circadian Rhythms and Metaboilsm in Cyanobacteria
蓝藻昼夜节律与代谢之间的耦合
- 批准号:
8897414 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 264.33万 - 项目类别: