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論文 |
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三枝, 理博 ; Mieda, Michihiro
概要:
金沢大学医薬保健研究域医学系<br />不安定な概日振動能を持つ多数のニューロンの集団発振機構である視交叉上核（SCN）の中枢概日時計が、極めて安定した概日リズムを発振するメカニズムを解明することを目指している。本年度は、AVPニューロン特
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異的にVgatを欠損したマウスについて、概日行動リズムの解析を終了した。AAVベクターによってVgatの発現を当該マウスのSCN・AVPニューロンにレスキューすることで、概日行動リズムが正常になることも確認した。当該マウスのSCNスライスにおいて、PER2-LUCの発現リズムの発光イメージングを行い、概日行動リズムの異常に反し、時計遺伝子発現リズムには大きな異常が見られないことが分かった。SCNスライスの電気生理学的解析で、AVPニューロンにおけるIPSCの振幅に日内変動があること、この変動がAVPニューロン特異的Vgat欠損マウスで消失することが明らかになった。さらに２，３の実験を追加して、AVPニューロン特異的Vgat欠損マウスについて論文発表する予定である。GABAに対する応答性を変化させるために、細胞内Cl-濃度を操作したマウスも作成した。AVPニューロン特異的NKCC1欠損マウス、VIPニューロン特異的NKCC1欠損マウスは共に、概日行動リズムに大きな異常は示さなかった。また、KCC2のドミナントポジティブ、ドミナントネガティブ型をAAVベクターによりSCNのAVPニューロン、VIPニューロンに特異的に発現させる実験も遂行中である。<br />研究課題/領域番号:16H01608, 研究期間(年度):2016-04-01 – 2018-03-31
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程, 肇 ; Tei, Hajime
概要:
金沢大学理工学域自然システム学系<br />SCN由来細胞内mRNAレベルが示す振動性及び動的反応性をトランスクリプトーム解析により包括的に解析した。明期性の振動を示す二つのクラスターに含まれる遺伝子のプロモータ構造にはCRE及びE box
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が高い頻度で存在した。この結果は明期性の振動の維持と迅速な位相シフトにはこの二つのシスエレメントが機能していることを示す。さらに、リズムのロバストネスに寄与する新たな暗期性の転写フィードバックループを予測した。実際このループに含まれる2つの遺伝子の変異体を用いた行動解析を行ったところ、行動リズム異常という表現型が得られた。次に位相後退時に特異的に誘導される遺伝子群の中でSNARE複合体に含まれる-因子を支配するSnap25に着目した。この遺伝子の変異体について調べたところ、細胞の振動体間同調異常に起因すると考えられる行動リズムの異常を示した。さらに哺乳類概日時計中枢細胞におけるリズムのロバストネスに寄与する新たな暗期性の転写フィードバックループと、細胞間同調に関する経路を含む概日転写リズム形成のネットワークをそれぞれモデル化した。現在このモデルに含まれる、それぞれの細胞内パラメータ(mRNA、タンパク質濃度、それぞれの合成及び分解速度)を測定して用いた詳細なシミュレーションを実施した。そして、予測された概日リズム形成の中心的役割を担う遺伝子の機能欠損型変異体を作製した。これらの変異体について、電気生理学的解析や行動などの生理学的解析を行い、実際に暗期転写フィードバックに必要な新たな経路を見出した。<br />研究課題/領域番号:20016030, 研究期間(年度):2008 – 2009
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程, 肇 ; Tei, Hajime
概要:
金沢大学理工研究域生命理工学系<br />一般にmRNA のポリA 鎖長は不均一な分布をもち、その長さを簡便にかつ厳密に決定できる方法は現在ない。そこで従来のAnchored RT-PCR 法を改良して、PACHINCO (Poly(A)
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Capture by Hairpin Chimeric Oligonucleotide)-RT-PCR 法を構築した。この方法は遺伝子特異的5’PCR プライマーをゲノム全遺伝子のmRNA 3’UTR に対応させるだけで、全mRNA ポリA 鎖長をハイスループットに決定できる。実際、全自動型DNA 分析用マイクロチップ電気泳動装置を用いて、Per1 mRNA のポリA 鎖伸長を確認することができた。<br />In general, the length of poly (A) in eukaryotic mRNA shows a wide distribution, and at present, there is no precise and simple method to determine it. A novel method for its determination was developed with the improvement of conventional anchored RT-PCR, and designated as PACHINCO (Poly (A) Capture by Hairpin Chimeric Oligonucleotide)-RT-PCR. The new method can be applied for the comprehensive determination of poly (A) in whole cellular mRNAs with simply replacing 5' primers used for PACHINCO-RT-PR with sequences involved in the corresponding 3'UTRs of mRNA. Indeed, the method was optimized for an automatic microchip DNA electrophoresis apparatus, and the elongation of poly (A) of Per1 mRNA was identified using this system.<br />研究課題/領域番号:25640100, 研究期間(年度):2013-04-01 - 2015-03-31
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程, 肇 ; Tei, Hajime
概要:
mRNAのポリA鎖長を決定する、PACHINCO(Poly(A) Capture by Hairpin ChimericOligonucleotide)-RT-PCR法を構築した。本年度は本方法を全自動型DNA分析用マイクロチップ電気泳動装
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置(Shimadzu社)に適用するための条件の最適化を実施した。その結果、poly(A-T)鎖を効率的に検出する泳動条件を決定し、さらに、自動電気泳動装置からの出力データを用いたpoly(A)鎖長分布解析プログラムを開発した。<br />We have developed a novel method to determine the length of poly(A) in eukaryotic mRNA, and designated as PACHINCO(Poly(A) Capture by Hairpin Chimeric Oligonucleotide)-RT-PCR. In this year, we optimized the application of the method to an automated microchip electrophoresis system(MultiNA, SHIMADZU), including the development of the distribution analysis algorithm of a variety of poly(A) length.<br />研究課題/領域番号:23651184, 研究期間(年度):2011
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論文 |
論文
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程, 肇 ; Tei, Hajime
概要:
本研究では概日リズム位相シフト及び細胞間同調機構に着目する。そこで、細胞の位相シフトに及び細胞間同調機構を司る分子を明らかにするために、主にメタボローム解析にプロテオーム解析を組み合わせた包括的データベースを構築した。その結果、細胞の位相シ
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フトには、細胞のエネルギー状態、脂質代謝系、アミノ酸生合成系に含まれる分子が、さらに、細胞間同調には薬物代謝系酵素群による代謝物中間体、核酸生合成代謝物が関与している可能性を明らかにした。<br />This study is focused on the phase shift and inter-cellular entrainment of the cellular circadian rhythms. To clarify the molecule(s) these phenomena, I have constructed a database assembling the results of metabolomic and proteomic analyses. Metabolites involved in the determination of cellular energy states, lipid metabolism, and amino acid biosynthesis worked for the cellular phase shift ; and those involved in xenobiotics and nucleic acid metabolism functioned for cellular entrainment.
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論文 |
論文
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程, 肇 ; Tei, Hajime
概要:
新規な真核生物のmRNAポリA鎖決定法であるPACHINCO RT-PCR 法を構築した。そして、本方法を全自動型DNA分析用マイクロチップ電気泳動装置に適用するための条件の最適化を実施した。その結果、実際にLarkによる哺乳類時計遺伝子P
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er1 mRNA のポリA鎖伸長を、明快に確認することができた。さらにスループット性と、ポリA鎖長の分析精度を飛躍的に高めることを目的に、この方法を大規模シークエンサへ適用することを試みた。その結果、ラット視交叉上核由来細胞とマウス視交叉上核細胞において、多数のポリA 鎖長に概日リズムが見られるmRNAを集積することができた。<br />I have constructed a novel method for the determination of poly(A) in eukaryotic mRNA, and designated as PACHINCO RT-PCR. The method was optimized for the application of automatic microchip DNA sequencers, and the elongation of the poly(A) of Per1 clock gene transcripts was clearly determined. Subsequently, the method was applied for NGS sequencers for the improvement of the throughput and analytical precision for poly(A) determination. Accordingly, I have collected mRNAs with the circadian oscillation of poly(A) length in both a rat suprachiasmatic nucleus derived cell line and mouse suprachiasmatic cells.<br />研究課題/領域番号:24651212, 研究期間(年度):2012-04-01 - 2013-03-31
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杉山, 和久 ; Sugiyama, Kazuhisa
概要:
マウスの虹彩毛様体におけるOpn4およびOpn5の発現がRT-PCRにて確認できたが、虹彩毛様体のみおよび網膜と角膜と共培養をin vitroで行ってもPER2::luciferase knock in マウスで確認できる範囲では光に感受性
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は認めなかった。Opn4-/-;rd1/rd1(melrd)マウスを用いて、wild-typeの日内変動と比較することで眼圧日内変動は光に直接同調することなくSCNのシグナルを受け取っていることを解明した。さらにSCNから眼圧日内変動形成のシグナル伝達物質として、副腎ホルモンであるグルココルチコイドが重要な役割を果たしている可能性を示した。<br />The iris/ciliary body complex expressed Opn4 and Opn5 mRNA; however, unlike in retina and cornea, neither the iris-CB complex nor the co-cultured complex was directly entrained by light-dark cycle in vitro. The diurnal IOP change of Opn4-/-;rd1/rd1 mice showed an antiphasic pattern to wild-type mice and their rhythms followed the whole-animal behavioral rhythm. In addition, glucocorticoid, the hormone secreted from the adrenal gland, plays an important role in creating the murine circadian IOP rhythm.<br />研究課題/領域番号:17K11420, 研究期間(年度):2017-04-01 – 2021-03-31<br />出典：「眼圧日内変動リズムにおける発振メカニズムの解明」研究成果報告書 課題番号17K11420（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-17K11420/17K11420seika/）を加工して作成
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論文 |
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三枝, 理博 ; Mieda, Michihiro
概要:
金沢大学医薬保健研究域医学系<br />概日（サーカディアン）リズムを制御する中枢概日時計・視交叉上核の神経ネットワークを題材にし、複雑な局所神経ネットワークにおいて、近接する2種類の神経細胞に異なる遺伝子操作・神経活動操作を加え、両者間の
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コミュニケーションを様々な角度から記録・解析できるシステムを構築することを目的とした。具体的には、一方を刺激した時の他方の応答、両者の神経活動の同時測定、上流・下流関係の解析等である。この目的のために、複数の新たな遺伝子改変マウスや各種の組換えアデノ随伴ウイルスベクターを作成し、また生体内で特定の種類の神経活動を計測する技術も立ち上げ、上述のようなシステムの構築に成功した。<br />Using the neural network of the central circadian clock of the suprachiasmatic nucleus (SCN) as a model, we aimed to construct a strategy for analyzing intercellular communications between different two types of neurons within a complex local circuit, by differential genetic and optogenetic manipulations on those different neuronal types. Its specific purposes include recording responses of one neuron type to the stimulation of another neuron type, recording activities of two types of neurons simultaneously, and uncovering upstream/downstream relationships between two types of neurons. To do this, we generated novel genetically-modified mouse lines and recombinant adeno-associated viral vectors. We also set up a system to record the neuronal activity of a particular type of neurons in vivo. Thus, we have successfully constructed such a strategy.<br />研究課題/領域番号:18K19421, 研究期間(年度):2018-06-29 - 2020-03-31<br />出典：「中枢概日時計の局所神経回路で２種類の細胞を遺伝子操作・活動操作し分ける方法の開発」研究成果報告書 課題番号18K19421（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-18K19421/18K19421seika/)を加工して作成
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三枝, 理博 ; Mieda, Michihiro
概要:
金沢大学医薬保健研究域医学系<br />哺乳類における概日リズム中枢は視交叉上核(SCN)である。SCNは約２万の、多様な種類のニューロンから構成される。本研究では、SCNの主要な二つのニューロンタイプ、AVPニューロンとVIPニューロンの
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みで概日時計の分子機構が機能すれば、SCN全体や行動の概日リズム発振に十分であるとの可能性を検討したが、否定的な結果が得られた。その他、AVPニューロンやVIPニューロンの電気生理学的性質の日内変動を見出すなどの成果を得た。<br />The suprachiasmatic nucleus (SCN), the primary circadian pacemaker in mammals, is a network structure composed of multiple types of neurons. Here, we examined the possibility that functional molecular machinery of the circadian clocks only in AVP neurons and VIP neurons, two major neuron types of the SCN, is sufficient for the generation of circadian rhythms of the SCN and behavior, which was not supported by the experimental results. We also obtained several other results, including the observation of diurnal rhythms in the activity of AVP neurons and VIP neurons in SCN slices.<br />研究課題/領域番号:15K15039, 研究期間(年度):2015-04-01 - 2017-03-31
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三枝, 理博 ; Mieda, Michihiro
概要:
金沢大学医薬保健研究域医学系<br />研究成果の概要（和文）：哺乳類の中枢概日ペースメーカー・視交叉上核（SCN）は多種・多数のニューロンから成る神経ネットワークである。しかし、SCNが強固で安定した概日振動を発振するために必要な神経ネッ
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トワークの動作原理は明らかでない。本研究では、ニューロンタイプ特異的遺伝子操作、概日行動リズム解析、SCNにおけるin vivo, ex vivoでの遺伝子発現解析などを行い、SCNのAVP産生ニューロンが安定した概日リズムの発振、周期の決定に極めて重要な役割を果たすことを明らかにした。<br />The suprachiasmatic nucleus (SCN), the primary circadian pacemaker in mammals, is a network structure composed of multiple types of neurons. However, the neural mechanisms underlying the generation of robust and stable circadian oscillation by the SCN network remains unknown. We generated mice with neuron type-specific genetic manipulations and performed analyses of their behavior, gene expression in vivo and ex vivo, and so on. We found that AVP producing neurons in the SCN play a critical role in the generation of stable circadian behavioral rhythms and the determination of the circadian period.<br />研究課題/領域番号:24390052, 研究期間(年度):2012-04-01 - 2016-03-31
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