体内時計制御における一酸化炭素の生理機能の解析

一氧化碳控制生物钟的生理功能分析

基本信息

批准号：
18790168
负责人：
岡野聡
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Yamagata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

ヘム結合モチーフ(HRM)に変異を導入したmCRY1蛋白(mCRY1-AP)の全身性過剰発現マウス(CRY1-AP Tgマウス)の異常なフリーラン挙動をもたらす分子的機構を解明するため、HRM変異がCRY1の機能に及ぼす影響をin vitroで共同研究により調べた。その結果、mCRY1は実際にヘムと結合する事、mCRYI-APは細胞内でmCRY1より不安定であり、BMAL1に対する結合能が増加し、CLOCK:BMAL1に対するリプレッサー能も増加する事が判明した。これらの結果から、ヘムのmCRY1へのHRMを介した結合によりmCRY1-BMAL1相互作用及びmCRY1のリプレッサー機能が制御を受ける事が考えられる。COがこの制御に如何に関与しているかの解明は今後の課題である。また、CRY1-APTgマウスの明暗への同調能をさらに評価するべく、LD12:12サイクルの位相前進(12h前進)のjet lag実験を行った。正常型mCRY1の全身性過剰発現マウスでは野生型と同様の再同調挙動を示すのに対し、CRY1-AP Tgの行動パターンはシフト後のLDに瞬時に追随した。CRY1-AP TgマウスはLD12:12への同調能は保持している一方、jet lag実験においては活動は光に強く影響されることから、CRY1-AP Tgマウスの概日時計の発振は著しく微弱であり、マスキング効果が優位に現れる事が考えられる。また、ヘム合成律速酵素ALAS-NのmRNAの給餌による転写制御や概日変動が失われたマウス(ALAS-N GFPノックインホモマウスにALAS-Nの全身性恒常発現のトランスジーンを導入したマウス)では、明暗同調に関して特段の異常は見られなかった。このマウスのフリーラン及び周期的制限給餌下でのリズムは測定中であり、ヘム及びCOの体内時計制御に於ける機能をさらに追求している。

为了阐明导致血红素结合基序（HRM）突变的系统性过表达 mCRY1 蛋白（mCRY1-AP）的小鼠（CRY1-AP Tg 小鼠）出现异常自由奔跑行为的分子机制，我们研究了 HRM 突变是否与 HRM 突变有关。通过合作研究研究了 CRY1 对其体外功能的影响。结果表明，mCRY1 实际上与血红素结合，mCRYI-AP 在细胞中的稳定性低于 mCRY1，并且它增强了与 BMAL1 的结合能力和对 CLOCK:BMAL1 的抑制能力。这些结果表明，血红素通过 HRM 与 mCRY1 结合可调节 mCRY1-BMAL1 相互作用和 mCRY1 的阻遏功能。阐明二氧化碳如何参与这种控制是未来的挑战。此外，为了进一步评估CRY1-APTg小鼠同步明暗的能力，我们进行了时差实验，相位提前为LD12：12个周期（提前12小时）。正常 mCRY1 全身过度表达的小鼠表现出与野生型相似的重新同步行为，而 CRY1-AP Tg 的行为模式在转变后立即跟随 LD。虽然CRY1-AP Tg小鼠保留了夹带LD12:12的能力，但在时差实验中其活性受到光的强烈影响，因此CRY1-AP Tg小鼠的生物钟振荡明显较弱，因此有可能。表明掩蔽效应占主导地位。此外，由于血红素合成限速酶 ALAS-N 的 mRNA 喂养而导致转录控制和昼夜节律波动丢失的小鼠（引入转基因以实现 ALAS-N 的全身组成型表达的 ALAS-N GFP 敲入纯合小鼠） )关于明暗同步，没有观察到特别的异常。我们目前正在测量这些小鼠在自由奔跑和定期限制喂养下的节律，并进一步研究血红素和CO在控制生物钟方面的功能。