緑藻の体内時計 ～時刻合わせの分子メカニズムを解明～ 研究活動 | 研究／産学官連携

国立大学法人 古屋大学

学技術振興機構 _JST

緑藻の体内時計 ～時刻合わせの分子 カニズ を解明～

＜概要＞

古屋大学遺伝子実験施設 松尾拓哉助教 石浦正寛 誉教授 研究 プ 緑 藻 体内時計 時刻合わ 分子 解明

緑藻 々人間 う 体内時計 持 規則正 く活動 い 体内 時計 外 世界 時刻 修正 時刻合わ 機能 必 付い い 緑藻 体内時計 浴び こ 時刻合わ 起こ こ 知 い そ 分子 長 謎 研究 プ 今回 緑藻 一種 あ

注

時計遺伝子 タ 発 遺伝子 人 的 融合 遺伝子 作製 時計遺 伝子 働 応 発 分析 そ 結果 緑藻 外界 浴び

体内時計 時刻合わ 起こ 分子 解明

緑藻 イ 燃料 供給源 期待さ そ 活動 体内時計 制御 さ い 本研究 果 緑藻 活動 人為的 制御 可能性 示

イ 燃料生産 効率化 繋 期待さ

本 果 _{2013 7}月₂₉日 米国東部時間 逬 米国 学ア 紀要 Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America ^{ン イン速報版 掲載さ}

本研究 _JST 端計測分析技術 機器開発プ 一環 行わ

＜研究 背景 経緯＞

う 単細胞性 緑藻 体内時計 持 こ 古く 知 い そ 体内時計 々 様 浴び こ 時刻合わ 起こ

こ 解 い そ 分子 こ 全く解 い

松尾助教 石浦 誉教授 研究 プ 緑藻 一種 あ 用い 体内時計 分子 研究 世界 駆け 逭 い こ 緑藻 体内時計 構 時計遺伝子 定 今回 研究 果 そ 時計

＜研究 内容＞

研究 プ 時計遺伝子 タ 発 遺伝子 シフ

融合遺伝子 人 的 作製 細胞 組 込 図 － 作 融合遺伝子 時計タン 質 シフ 融合タン 質 作

図 － そ こ 遺伝子 組 込 細胞 細胞内

作 融合タン 質 量 応 強さ 発 図 － 融合タン 質 量 本来 時計タン 質 量 一 細胞 放 発 強さ 測定 こ 生 細胞 時計タン 質 量的 変化 単位 時間分解能 知 こ

こ 発 人間 目 全く見え い程 極 微弱 Ｊ 端計測分析技術 機器開発プ 機器開発タイプ ～ 度 び フ ア開発タイプ ～ 度 開発 超高感度 発 測定 装置 高感度生物発 測定装置_CL24-W 測定解析 フ ア 用い 測定解析

図 －

様々 条件 細胞内 時計タン 質 量 変化 調 結果

浴び 時 時計タン 質 ₁ あ _ROC15

注

量 急速 減少 こ 発見 図 こ 減少 ユビ チン－プ ア 系

注

タン 質分解

そ 系 別 時計タン 質 あ _ROC114

注

関わ い こ 明

ROC15 ^{持 い 細胞 体内時計 時刻調節 う}

くい いこ 確 図 以 結果 浴び

ROC114 ^{関わ ユビ チン－プ ア 系 働} ROC15 ^{急速 分解}

起こ そ 引 金 体内時計 時刻合わ 行わ こ

明

＜今後 展開＞

今後 受容 _ROC15 分解 情報 伝達経路 解明 目指

ROC15 ^{分解 赤色 特 強く起こ い 情報}

赤色 受容 く解 い こ 研究 逭 こ

未知 赤色 受容 情報伝達 明 期待さ

＜波及効果＞

緑藻 時刻合わ さ 解明 こ 緑藻 体内時計 自在 ン 出来 う 期待さ 最近 緑藻 イ 燃料 供給源 注目さ い 体内時計 緑藻 活動 盛 時刻 調節 こ イ 燃料生 産 効率化 期待さ 図

本研究 用い 高感度生物発 測定装置 活用 研究手法 生物種 タン 質 種類 問わ 広く適用 今後 様々 生 現象 解明 貢献 こ 期 待さ

図

図 ₂

ROC15- ^{シフ 融合タン 質 産生 細胞 放 発 図 外}

照射 浴び 直後 細胞 放 発 量 急速 減少 減少 程度 浴び 強さ 依存 右 図 発 減少 単位 時間分解能 測定 結果 示 刻々

発 減少 いく様子 わ

図 ₃

時差 修正能力 調 実験 昼 長さ 通常 ₁₂時間 ₆時間 ₆₆時間 変化さ 翌日以降 細胞 活動 葉緑体 遺伝子発現 時刻 う 調 結果 示

図 ₄

体内時計 ン イ 燃料生産 効率化 概略図 イ 燃料 緑藻 抽出 前 体内時計 細胞 活動 最 盛 時刻 く固定 くこ 細胞 通常 多く イ 燃料 蓄積 状態 維持

＜用語説明＞ 注

緑藻 一種 単細胞生物 湖沼 河川 身近 淡水域 生息 古く 体内時計 研究 利用さ い

注 _ROC15

緑藻 時計遺伝子 ₁ あ RHYTHM OF CHLOROPLAST 15 (ROC15) ^{作 タン} 質 遺伝子 転写 制御 考え い

注 ユビ チン－プ ア 系

タン 質分解系 ₁ 分解 タ ッ タン 質 ユビ チン

タン 質 指標 付 さ ユビ チン化 そ 後 タン 質分解 場 あ プ

ア 巨大タン 質複合体 運 分解さ

注 _ROC114

緑藻 時計遺伝子 ₁ あ RHYTHM OF CHLOROPLAST 114 (ROC114) ^{作 タ} ン 質 タン 質 ユビ チン 付 酵素 ユビ チン 特徴 持

＜発表雑 ＞

雑 ： 米国 学ア 紀要 英語：Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

論文タイ ：Phase-resetting mechanism of the circadian clock in Chlamydomonas reinhardtii