時計遺伝子 - 版の履歴

2023年5月7日 (日) 05:03にWikiSysopによる

2023-05-07T05:03:11Z

← 古い版		2023年5月7日 (日) 14:03時点における版
4行目:		4行目:
	''1. 名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所''<br>		''1. 名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所''<br>
	''2. 名古屋大学環境医学研究所''<br>		''2. 名古屋大学環境医学研究所''<br>
	DOI：<selfdoi />　~~原稿受付日：2023年4月25日　原稿完成日：2023年3月29日~~<br>		DOI：<selfdoi />　原稿受付日：2023年4月25日　原稿完成日：2023年5月1日<br>
	担当編集委員：[http://researchmap.jp/michisukeyuzaki 柚崎通介]（慶應義塾大学医学部生理学）<br>		担当編集委員：[http://researchmap.jp/michisukeyuzaki 柚崎通介]（慶應義塾大学医学部生理学）<br>
	</div></div>		</div></div>

2023年5月7日 (日) 05:02にWikiSysopによる

2023-05-07T05:02:41Z

差分を表示

2023年5月1日 (月) 06:13にWikiSysopによる

2023-05-01T06:13:21Z

← 古い版		2023年5月1日 (月) 15:13時点における版
31行目:		31行目:
	# その因子の増減レベルを一定にすると、表出リズムは消失する。		# その因子の増減レベルを一定にすると、表出リズムは消失する。

	[[ファイル:Kon clock genes Fig.png\|サムネイル\|'''図. 転写翻訳を介したフィードバックループ'''<br>[[bHLH-PAS型転写因子]]CLOCK(あるいは[[Neuronal PAS Domain Protein 2]] ([[NPAS2]]))は[[Basic Helix-Loop-Helix ARNT Like 1]] ([[BMAL1]])とヘテロ二量体を形成し、[[E-box]]と呼ばれる[[DNAシスエレメント]]を介してPerや[[Cry]]遺伝子の転写を活性化する。翻訳されたPERやCRYタンパク質は複合体を形成し、細胞質から核に移行してCLOCK-~~BMAL1の転写活性化を抑制する。その結果、PerやCry遺伝子の発現レベルは概日リズムを示す~~(~~図は文献44を元に改変~~)。]]		[[ファイル:Kon clock genes Fig.png\|サムネイル\|'''図. 転写翻訳を介したフィードバックループ'''<br>[[bHLH-PAS型転写因子]]CLOCK(あるいは[[Neuronal PAS Domain Protein 2]] ([[NPAS2]]))は[[Basic Helix-Loop-Helix ARNT Like 1]] ([[BMAL1]])とヘテロ二量体を形成し、[[E-box]]と呼ばれる[[DNAシスエレメント]]を介してPerや[[Cry]]遺伝子の転写を活性化する。翻訳されたPERやCRYタンパク質は複合体を形成し、細胞質から核に移行してCLOCK-BMAL1の転写活性化を抑制する。その結果、PerやCry遺伝子の発現レベルは概日リズムを示す。文献<ref>'''金尚宏, 深田吉孝 (2019).'''<br>生物時計と体のリズム. 学術の動向 24, 8-19</ref>44を元に改変)。]]
	==転写翻訳フィードバックループ==		==転写翻訳フィードバックループ==
	===コアループ===		===コアループ===

WikiSysop: /* 時計遺伝子とは */

2023-05-01T02:13:59Z

時計遺伝子とは

← 古い版		2023年5月1日 (月) 11:13時点における版
19行目:		19行目:
	# リズムの周期が温度の影響をほとんど受けない (温度補償性)		# リズムの周期が温度の影響をほとんど受けない (温度補償性)

	概日リズムの周期長などの性質は遺伝することから、概日リズムを生み出す仕組みは遺伝子によって規定されていると考えられた<ref name=田澤2009 /> (1)。1971年に[[ショウジョウバエ]]の概日リズム変異体[[period]] ([[per]])が報告され、その後、[[アカパンカビ]]の[[frequency]] ([[frq]]) 変異体、[[ハムスター]]の[[tau]]変異体、[[マウス]]の[[Clock]]変異体、[[シアノバクテリア]]の[[kai]]変異体群が報告された<ref name=岡村2004>'''岡村均, 深田吉孝 (2004).'''<br>時計遺伝子の分子生物学、シュプリンガーフェアラーク東京 </ref> (2)。そして、1984年にショウジョウバエper遺伝子がクローニングされ、続いて概日リズム変異体の原因遺伝子が続々と明らかになった<ref name=岡村2004/><ref name=海老原2012>海老原史樹文, 吉村崇. (2012)<br>時間生物学化学同人.</ref> (2,3)。そのため、時計遺伝子という用語は、[[順遺伝学]]的な手法から概日リズム変異体の原因遺伝子が同定された際に、その原因遺伝子を指すために元々は使用された。		概日リズムの周期長などの性質は遺伝することから、概日リズムを生み出す仕組みは遺伝子によって規定されていると考えられた<ref name=田澤2009 /> (1)。1971年に[[ショウジョウバエ]]の概日リズム変異体[[period]] ([[per]])が報告され、その後、[[アカパンカビ]]の[[frequency]] ([[frq]]) 変異体、[[ハムスター]]の[[tau]]変異体、[[マウス]]の[[Clock]]変異体、[[シアノバクテリア]]の[[kai]]変異体群が報告された<ref name=岡村2004>'''岡村均, 深田吉孝 (2004).'''<br>時計遺伝子の分子生物学、シュプリンガーフェアラーク東京 </ref> (2)。そして、1984年にショウジョウバエper遺伝子がクローニングされ、続いて概日リズム変異体の原因遺伝子が続々と明らかになった<ref name=岡村2004/><ref name=海老原2012>'''海老原史樹文, 吉村崇 (2012).'''<br>時間生物学化学同人.</ref> (2,3)。そのため、時計遺伝子という用語は、[[順遺伝学]]的な手法から概日リズム変異体の原因遺伝子が同定された際に、その原因遺伝子を指すために元々は使用された。

	その後、分子生物学的に概日リズムの生成に関与する遺伝子が数多く同定されたため、これら遺伝子を広義の時計遺伝子として扱うことがある<ref name=日本時間生物学会> [https://chronobiology.jp/TechnicalTerms.html 日本時間生物学会時間生物学用語集]</ref> (4)。また、概日性の周期で発現リズムを示す遺伝子をccg (clock-controlled gene)と呼ぶこともある。		その後、分子生物学的に概日リズムの生成に関与する遺伝子が数多く同定されたため、これら遺伝子を広義の時計遺伝子として扱うことがある<ref name=日本時間生物学会> [https://chronobiology.jp/TechnicalTerms.html 日本時間生物学会時間生物学用語集]</ref> (4)。また、概日性の周期で発現リズムを示す遺伝子をccg (clock-controlled gene)と呼ぶこともある。

WikiSysop: /* サブループ */

2023-05-01T02:12:32Z

サブループ

← 古い版		2023年5月1日 (月) 11:12時点における版
47行目:		47行目:
	===サブループ===		===サブループ===
	コアループに共役する形でいくつかのサブループが報告されている。		コアループに共役する形でいくつかのサブループが報告されている。
	# ROR-response element (RORE)配列を介したBmal1遺伝子の制御<br>[[視交叉上核]]において主観的夜 (circadian time 16; CT16)に発現ピークを示すBmal1などの遺伝子の上流にはRORE配列が存在する<ref name=Ueda2002><pubmed>12152080</pubmed></ref><ref name=Ueda2005><pubmed>15665827</pubmed></ref>(12,13)。RORE配列には転写抑制因子としてREV-ERBαおよび[[REV-ERBβ]]、転写活性化因子として[[RAR Related Orphan Receptor (ROR)α]]、[[RORβ]]、[[RORγ]]が作用することが報告されている。		# ROR-response element (RORE)配列を介したBmal1遺伝子の制御<br>[[視交叉上核]]において主観的夜 (circadian time 16; CT16)に発現ピークを示すBmal1などの遺伝子の上流にはRORE配列が存在する<ref name=Ueda2002><pubmed>12152080</pubmed></ref><ref name=Ueda2005><pubmed>15665827</pubmed></ref>(12,13)。RORE配列には転写抑制因子としてREV-ERBαおよび[[REV-ERBβ]]、転写活性化因子として[[RAR Related Orphan Receptorα\|RAR Related Orphan Receptor (ROR)α]]、[[RORβ]]、[[RORγ]]が作用することが報告されている。
	# D-boxを介したPer1/2遺伝子の制御<br>Per1/2遺伝子の上流には[[D-box]]が存在する。D-boxには[[転写抑制因子]]として[[E4 promoter Binding Protein 4]] ([[E4BP4]])、[[転写活性化因子]]として[[D-Box Binding PAR BZIP Transcription Factor]] ([[DBP]]), [[Hepatic leukemia factor]] ([[HLF]]), [[Thyrotroph embryonic factor]] ([[TEF]])が結合することが報告されている<ref name=Ueda2005 /><ref name=Mitsui2001><pubmed>11316793</pubmed></ref>(13,14)。		# D-boxを介したPer1/2遺伝子の制御<br>Per1/2遺伝子の上流には[[D-box]]が存在する。D-boxには[[転写抑制因子]]として[[E4 promoter Binding Protein 4]] ([[E4BP4]])、[[転写活性化因子]]として[[D-Box Binding PAR BZIP Transcription Factor]] ([[DBP]]), [[Hepatic leukemia factor]] ([[HLF]]), [[Thyrotroph embryonic factor]] ([[TEF]])が結合することが報告されている<ref name=Ueda2005 /><ref name=Mitsui2001><pubmed>11316793</pubmed></ref>(13,14)。
	# 転写因子[[Deleted in esophageal cancer]] (DEC)1/2によるE-box配列の制御<br>上記のCLOCK-BMAL1による制御に加え、E-boxには転写抑制因子として[[DEC1]]/[[DEC2\|2]]が結合することが報告されている<ref name=Ueda2005 /><ref name=Honma2002><pubmed>12397359</pubmed></ref> (13,15)。		# 転写因子[[Deleted in esophageal cancer]] (DEC)1/2によるE-box配列の制御<br>上記のCLOCK-BMAL1による制御に加え、E-boxには転写抑制因子として[[DEC1]]/[[DEC2\|2]]が結合することが報告されている<ref name=Ueda2005 /><ref name=Honma2002><pubmed>12397359</pubmed></ref> (13,15)。

WikiSysop: /* 振動体に関する議論 */

2023-05-01T02:11:31Z

振動体に関する議論

← 古い版		2023年5月1日 (月) 11:11時点における版
54行目:		54行目:

	==振動体に関する議論==		==振動体に関する議論==
	転写を介したフィードバックループが概日性の遺伝子発現リズムを生み出す基本骨格であることは広く受け入れられているが<ref name=田澤2009 /><ref name=岡村2004/><ref name=海老原2012 /> (1-3)~~、動物においてその仕組みが概日性の振動体を構成するか否かに関しては、上記の『概日振動体の構成要素』~~'''1-5.'''の基準において、実験的な検証と議論が続いている<ref name=Lakin-Thomas2006><pubmed>16603673</pubmed></ref>(16)。基準'''5.'''に関して、概日リズムに関わる転写関連因子を一定に発現した場合に、表出リズムが消失するか否かの検証実験が報告されている。ショウジョウバエにおいて、per遺伝子を欠損した個体において、per遺伝子を一定に発現させて遺伝子補完を行った場合でも、行動リズムは観察される<ref name=Yang2001><pubmed>11239435</pubmed></ref>(17)。また、哺乳類の細胞においてCRY1/2タンパク質を一定に発現させたり、あるいは[[ラット]]においてPer1 [[mRNA]]を一定に発現させても、概日リズムは観察される<ref name=Fan2007><pubmed>17583506</pubmed></ref><ref name=Numano2006><pubmed>16537451</pubmed></ref>(18, 19)。		転写を介したフィードバックループが概日性の遺伝子発現リズムを生み出す基本骨格であることは広く受け入れられているが<ref name=田澤2009 /><ref name=岡村2004/><ref name=海老原2012 /> (1-3)、動物においてその仕組みが概日性の振動体を構成するか否かに関しては、上記の『[[時計遺伝子#概日振動体の構成要素\|概日振動体の構成要素]]』'''1-5.'''の基準において、実験的な検証と議論が続いている<ref name=Lakin-Thomas2006><pubmed>16603673</pubmed></ref>(16)。基準'''5.'''に関して、概日リズムに関わる転写関連因子を一定に発現した場合に、表出リズムが消失するか否かの検証実験が報告されている。ショウジョウバエにおいて、per遺伝子を欠損した個体において、per遺伝子を一定に発現させて遺伝子補完を行った場合でも、行動リズムは観察される<ref name=Yang2001><pubmed>11239435</pubmed></ref>(17)。また、哺乳類の細胞においてCRY1/2タンパク質を一定に発現させたり、あるいは[[ラット]]においてPer1 [[mRNA]]を一定に発現させても、概日リズムは観察される<ref name=Fan2007><pubmed>17583506</pubmed></ref><ref name=Numano2006><pubmed>16537451</pubmed></ref>(18, 19)。

	2011年、[[ヒト]][[赤血球]]において[[ペルオキシレドキシン]]というタンパク質の酸化還元状態が概日リズムを示すことが報告された<ref name=ONeill2011><pubmed>21270888</pubmed></ref>(20)。赤血球には核がないため、本報告は転写を介したフィードバックループに依存しない振動機構が存在することを示唆するものであった。その後、Cry1/2欠損やPer1/2欠損、Bmal1欠損マウスにおいても、細胞レベルにおいては遺伝子やタンパク質の発現リズムが観察されることが報告されている<ref name=Ono2013><pubmed>23575670</pubmed></ref><ref name=Maywood2013><pubmed>23690615</pubmed></ref><ref name=Ko2010><pubmed>20967239</pubmed></ref><ref name=Ray2020><pubmed>32054765</pubmed></ref>(21-24)。		2011年、[[ヒト]][[赤血球]]において[[ペルオキシレドキシン]]というタンパク質の酸化還元状態が概日リズムを示すことが報告された<ref name=ONeill2011><pubmed>21270888</pubmed></ref>(20)。赤血球には核がないため、本報告は転写を介したフィードバックループに依存しない振動機構が存在することを示唆するものであった。その後、Cry1/2欠損やPer1/2欠損、Bmal1欠損マウスにおいても、細胞レベルにおいては遺伝子やタンパク質の発現リズムが観察されることが報告されている<ref name=Ono2013><pubmed>23575670</pubmed></ref><ref name=Maywood2013><pubmed>23690615</pubmed></ref><ref name=Ko2010><pubmed>20967239</pubmed></ref><ref name=Ray2020><pubmed>32054765</pubmed></ref>(21-24)。

WikiSysop: /* シアノバクテリアにおけるタンパク質翻訳後振動 */

2023-05-01T01:57:01Z

シアノバクテリアにおけるタンパク質翻訳後振動

← 古い版		2023年5月1日 (月) 10:57時点における版
73行目:		73行目:
	==シアノバクテリアにおけるタンパク質翻訳後振動==		==シアノバクテリアにおけるタンパク質翻訳後振動==
	原核生物である[[シアノバクテリア]]では、概日振動体は[[Kaiタンパク質]]群によって形成される<ref name=岡村2004/><ref name=海老原2012 /> (2,3)。シアノバクテリアは恒暗条件では[[光合成]]が抑制されるため[[転写]]・[[翻訳]]を含めた細胞内の様々な活性が著しく低下するが、このように転写がほとんど起こらない恒暗条件においても[[KaiC]]タンパク質のリン酸化リズムは安定に継続する<ref name=Tomita2005><pubmed>15550625</pubmed></ref>(42)。さらに、精製した[[KaiA]], [[KaiB]] およびKaiCタンパク質を[[ATP]]と共に混合することにより、KaiCタンパク質のリン酸化リズムを試験管内で再構成できることが示されている<ref name=Nakajima2005><pubmed>15831759</pubmed></ref>(43)。		原核生物である[[シアノバクテリア]]では、概日振動体は[[Kaiタンパク質]]群によって形成される<ref name=岡村2004/><ref name=海老原2012 /> (2,3)。シアノバクテリアは恒暗条件では[[光合成]]が抑制されるため[[転写]]・[[翻訳]]を含めた細胞内の様々な活性が著しく低下するが、このように転写がほとんど起こらない恒暗条件においても[[KaiC]]タンパク質のリン酸化リズムは安定に継続する<ref name=Tomita2005><pubmed>15550625</pubmed></ref>(42)。さらに、精製した[[KaiA]], [[KaiB]] およびKaiCタンパク質を[[ATP]]と共に混合することにより、KaiCタンパク質のリン酸化リズムを試験管内で再構成できることが示されている<ref name=Nakajima2005><pubmed>15831759</pubmed></ref>(43)。
			==関連項目==
			* [[細胞時計]]
			* [[概日リズム]]
			* [[視交叉上核]]

	==参考文献==		==参考文献==
	<references />		<references />

WikiSysop: /* 翻訳後修飾酵素の役割と進化的保存性 */

2023-05-01T01:54:48Z

翻訳後修飾酵素の役割と進化的保存性

← 古い版		2023年5月1日 (月) 10:54時点における版
67行目:		67行目:
	[[Glycogen synthase kinase 3]] ([[GSK3]]) の活性抑制によりショウジョウバエの行動リズムは長周期化し<ref name=Martinek2001><pubmed>11440719</pubmed></ref>(32)、Gsk3βヘテロ欠損マウスも行動リズムが長周期となる(33)。GSK3βの基質としては、PER2や[[REV-ERBα]]などが報告されている<ref name=Martinek2001><pubmed>11440719</pubmed></ref><ref name=Lavoie2013><pubmed>23919927</pubmed></ref><ref name=Yin2006><pubmed>16484495</pubmed></ref>(32-34)。		[[Glycogen synthase kinase 3]] ([[GSK3]]) の活性抑制によりショウジョウバエの行動リズムは長周期化し<ref name=Martinek2001><pubmed>11440719</pubmed></ref>(32)、Gsk3βヘテロ欠損マウスも行動リズムが長周期となる(33)。GSK3βの基質としては、PER2や[[REV-ERBα]]などが報告されている<ref name=Martinek2001><pubmed>11440719</pubmed></ref><ref name=Lavoie2013><pubmed>23919927</pubmed></ref><ref name=Yin2006><pubmed>16484495</pubmed></ref>(32-34)。

	[[Ca<sup>2+</sup>/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼII]] ([[CaMKII]])は哺乳類の細胞において転写リズムの振幅制御および温度補償性に関わり、[[~~CaMKII&alpha~~]]のキナーゼ活性欠失マウスにおいては行動リズムの長周期化やリズム消失が観察される<ref name=Kon2014><pubmed>24831701</pubmed></ref>(35)。CaMKIIの基質としては[[サイクリックAMP応答配列結合タンパク質]] ([[cAMP response element binding protein]], [[CREB]])やCLOCKが報告されている<ref name=Kon2014><pubmed>24831701</pubmed></ref><ref name=Yokota2001><pubmed>11299324</pubmed></ref>(35,36)。		[[Ca2+/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼII\|Ca<sup>2+</sup>/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼII]] ([[CaMKII]])は哺乳類の細胞において転写リズムの振幅制御および温度補償性に関わり、[[CaMKIIα]]のキナーゼ活性欠失マウスにおいては行動リズムの長周期化やリズム消失が観察される<ref name=Kon2014><pubmed>24831701</pubmed></ref>(35)。CaMKIIの基質としては[[サイクリックAMP応答配列結合タンパク質]] ([[cAMP response element binding protein]], [[CREB]])やCLOCKが報告されている<ref name=Kon2014><pubmed>24831701</pubmed></ref><ref name=Yokota2001><pubmed>11299324</pubmed></ref>(35,36)。

	転写を介したフィードバックループを構成する転写関連因子は動物界、菌界、植物界で異なるのに対し、CK1やCK2, GSK-3β、CaMKIIなどの[[リン酸化酵素]]は[[真核生物]]で生物界を超えて役割が保存されている<ref name=O'Neill2011><pubmed>21270895</pubmed></ref><ref name=Uehara2019><pubmed>31097584</pubmed></ref><ref name=Mehra2009><pubmed>19450520</pubmed></ref><ref name=Wang2021><pubmed>34182778</pubmed></ref><ref name=Kon2021><pubmed>33931447</pubmed></ref>(37-41)。		転写を介したフィードバックループを構成する転写関連因子は動物界、菌界、植物界で異なるのに対し、CK1やCK2, GSK-3β、CaMKIIなどの[[リン酸化酵素]]は[[真核生物]]で生物界を超えて役割が保存されている<ref name=O'Neill2011><pubmed>21270895</pubmed></ref><ref name=Uehara2019><pubmed>31097584</pubmed></ref><ref name=Mehra2009><pubmed>19450520</pubmed></ref><ref name=Wang2021><pubmed>34182778</pubmed></ref><ref name=Kon2021><pubmed>33931447</pubmed></ref>(37-41)。

2023年5月1日 (月) 01:51にWikiSysopによる

2023-05-01T01:51:28Z

← 古い版		2023年5月1日 (月) 10:51時点における版
1行目:		1行目:
	金尚宏 (名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所)、		<div align="right">
	~~小野大輔 (~~名古屋大学環境医学研究所)		<font size="+1">[https://researchmap.jp/Phacops 金尚宏]<sup>1</sup></font><br>
			<font size="+1">[https://researchmap.jp/daiono14 小野大輔]<sup>2</sup></font><br>
			''1. 名古屋大学トランスフォーマティブ生命分子研究所''<br>
			''2. 名古屋大学環境医学研究所''<br>
			DOI：<selfdoi />　原稿受付日：2023年4月25日　原稿完成日：2023年3月29日<br>
			担当編集委員：[http://researchmap.jp/michisukeyuzaki 柚崎通介]（慶應義塾大学医学部生理学）<br>
			</div></div>

	{{box\|text=　概日リズムは約24時間周期の生物リズムであり、自律振動性、同調性、温度補償性という3つの特徴的な性質を有する。時計遺伝子は概日リズム生成の分子メカニズムに関わり、時計遺伝子の変異体では概日リズムの周期変化や概日リズム消失が観察される。哺乳類において、ほとんどの概日リズムは転写リズムによって生み出されており、時計遺伝子の多くは転写関連因子をコードしている。class I bHLH-PAS型転写因子CLOCK(あるいはNPAS2)はclass II bHLH-PAS型転写因子BMAL1とヘテロ二量体を形成し、E-boxと呼ばれるDNAシスエレメントを介してPer1/2やCry1/2遺伝子の転写を活性化する。翻訳されたPER1/2やCRY1/2タンパク質は複合体を形成し、細胞質から核に移行してCLOCK-BMAL1ヘテロ二量体の転写活性化を抑制する。この転写翻訳フィードバックループ (transcription-translation feedback loop, TTFL)~~が転写リズム生成の基本骨格である。時計遺伝子産物は翻訳後修飾によって制御されており、カゼインキナーゼ1ε~~/~~δ~~ (~~CK1ε~~/~~δ、カゼインキナーゼ2~~ (CK2)~~、グリコーゲン合成酵素キナーゼ3β~~ (GSK-~~3β~~)、Ca<sup>2+</sup>/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼII (CaMKII)などのリン酸化酵素が概日リズム生成に関与している。}}		英：clock gene

			{{box\|text=　概日リズムは約24時間周期の生物リズムであり、自律振動性、同調性、温度補償性という3つの特徴的な性質を有する。時計遺伝子は概日リズム生成の分子メカニズムに関わり、時計遺伝子の変異体では概日リズムの周期変化や概日リズム消失が観察される。哺乳類において、ほとんどの概日リズムは転写リズムによって生み出されており、時計遺伝子の多くは転写関連因子をコードしている。class I bHLH-PAS型転写因子CLOCK(あるいはNPAS2)はclass II bHLH-PAS型転写因子BMAL1とヘテロ二量体を形成し、E-boxと呼ばれるDNAシスエレメントを介してPer1/2やCry1/2遺伝子の転写を活性化する。翻訳されたPER1/2やCRY1/2タンパク質は複合体を形成し、細胞質から核に移行してCLOCK-BMAL1ヘテロ二量体の転写活性化を抑制する。この転写翻訳フィードバックループ (transcription-translation feedback loop, TTFL)が転写リズム生成の基本骨格である。時計遺伝子産物は翻訳後修飾によって制御されており、カゼインキナーゼ1ε/δ (CK1ε/δ、カゼインキナーゼ2 (CK2)、グリコーゲン合成酵素キナーゼ3β (GSK-3β)、Ca<sup>2+</sup>/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼII (CaMKII)などのリン酸化酵素が概日リズム生成に関与している。}}

	==時計遺伝子とは==		==時計遺伝子とは==
39行目:		47行目:
	===サブループ===		===サブループ===
	コアループに共役する形でいくつかのサブループが報告されている。		コアループに共役する形でいくつかのサブループが報告されている。
	# ROR-response element (RORE)配列を介したBmal1遺伝子の制御<br>[[視交叉上核]]において主観的夜 (circadian time 16; CT16)に発現ピークを示すBmal1などの遺伝子の上流にはRORE配列が存在する<ref name=Ueda2002><pubmed>12152080</pubmed></ref><ref name=Ueda2005><pubmed>15665827</pubmed></ref>(12,13)。RORE配列には転写抑制因子としてREV-~~ERBαおよび~~[[REV-~~ERBβ~~]]、転写活性化因子として[[RAR Related Orphan Receptor (ROR)~~α~~]]、[[~~RORβ~~]]、[[~~RORγ~~]]が作用することが報告されている。		# ROR-response element (RORE)配列を介したBmal1遺伝子の制御<br>[[視交叉上核]]において主観的夜 (circadian time 16; CT16)に発現ピークを示すBmal1などの遺伝子の上流にはRORE配列が存在する<ref name=Ueda2002><pubmed>12152080</pubmed></ref><ref name=Ueda2005><pubmed>15665827</pubmed></ref>(12,13)。RORE配列には転写抑制因子としてREV-ERBαおよび[[REV-ERBβ]]、転写活性化因子として[[RAR Related Orphan Receptor (ROR)α]]、[[RORβ]]、[[RORγ]]が作用することが報告されている。
	# D-boxを介したPer1/2遺伝子の制御<br>Per1/2遺伝子の上流には[[D-box]]が存在する。D-boxには[[転写抑制因子]]として[[E4 promoter Binding Protein 4]] ([[E4BP4]])、[[転写活性化因子]]として[[D-Box Binding PAR BZIP Transcription Factor]] ([[DBP]]), [[Hepatic leukemia factor]] ([[HLF]]), [[Thyrotroph embryonic factor]] ([[TEF]])が結合することが報告されている<ref name=Ueda2005 /><ref name=Mitsui2001><pubmed>11316793</pubmed></ref>(13,14)。		# D-boxを介したPer1/2遺伝子の制御<br>Per1/2遺伝子の上流には[[D-box]]が存在する。D-boxには[[転写抑制因子]]として[[E4 promoter Binding Protein 4]] ([[E4BP4]])、[[転写活性化因子]]として[[D-Box Binding PAR BZIP Transcription Factor]] ([[DBP]]), [[Hepatic leukemia factor]] ([[HLF]]), [[Thyrotroph embryonic factor]] ([[TEF]])が結合することが報告されている<ref name=Ueda2005 /><ref name=Mitsui2001><pubmed>11316793</pubmed></ref>(13,14)。
	# 転写因子[[Deleted in esophageal cancer]] (DEC)1/2によるE-box配列の制御<br>上記のCLOCK-BMAL1による制御に加え、E-boxには転写抑制因子として[[DEC1]]/[[DEC2\|2]]が結合することが報告されている<ref name=Ueda2005 /><ref name=Honma2002><pubmed>12397359</pubmed></ref> (13,15)。		# 転写因子[[Deleted in esophageal cancer]] (DEC)1/2によるE-box配列の制御<br>上記のCLOCK-BMAL1による制御に加え、E-boxには転写抑制因子として[[DEC1]]/[[DEC2\|2]]が結合することが報告されている<ref name=Ueda2005 /><ref name=Honma2002><pubmed>12397359</pubmed></ref> (13,15)。
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	==翻訳後修飾酵素の役割と進化的保存性==		==翻訳後修飾酵素の役割と進化的保存性==
	ハムスターの行動リズムの短周期化を引き起こすtau変異の原因遺伝子として、[[カゼインキナーゼ]]~~1ε~~([[カゼインキナーゼ\|~~CK1ε~~]])が報告されている<ref name=Lowrey2000><pubmed>10775102</pubmed></ref>(25)~~。CK1εは~~[[カゼインキナーゼ\|~~CK1δ~~]]~~とともに、概日リズムの周期制御や温度補償性に関わり、CK1ε~~/~~δの低分子阻害剤は培養細胞における転写リズムの周期を延長する~~(26)~~。CK1ε~~/~~δのin~~ vitroの基質としては、PER2がよく解析されている<ref name=Lowrey2000 /><ref name=Isojima2009><pubmed>19805222</pubmed></ref> (25,26)。 ~~また、CK1εによるPER2のリン酸化は、~~[[ユビキチンE3リガーゼ]] [[~~β~~-transducin repeat containing]] ([[~~β~~-TrCP]]) に認識され、PER2は[[ユビキチン化]]された後に[[プロテアソーム]]によって分解される<ref name=田澤2009 /><ref name=岡村2004/><ref name=海老原2012 /> (1-3)。		ハムスターの行動リズムの短周期化を引き起こすtau変異の原因遺伝子として、[[カゼインキナーゼ]]1ε([[カゼインキナーゼ\|CK1ε]])が報告されている<ref name=Lowrey2000><pubmed>10775102</pubmed></ref>(25)。CK1εは[[カゼインキナーゼ\|CK1δ]]とともに、概日リズムの周期制御や温度補償性に関わり、CK1ε/δの低分子阻害剤は培養細胞における転写リズムの周期を延長する(26)。CK1ε/δのin vitroの基質としては、PER2がよく解析されている<ref name=Lowrey2000 /><ref name=Isojima2009><pubmed>19805222</pubmed></ref> (25,26)。また、CK1εによるPER2のリン酸化は、[[ユビキチンE3リガーゼ]] [[β-transducin repeat containing]] ([[β-TrCP]]) に認識され、PER2は[[ユビキチン化]]された後に[[プロテアソーム]]によって分解される<ref name=田澤2009 /><ref name=岡村2004/><ref name=海老原2012 /> (1-3)。

	CRYタンパク質レベルは[[ユビキチンリガーゼ]][[F-box/LRR-repeat protein 3]] ([[FBXL3]])や[[F-box and leucine rich repeat protein 21]] ([[FBXL21]])により制御されている<ref name=Hirano2013><pubmed>23452856</pubmed></ref><ref name=Yoo2013><pubmed>23452855</pubmed></ref>(27,28)。FBXL3の欠損マウスは約28時間の行動リズムを示し、FBXL3とFBXL21の二重欠損マウスは行動リズムが消失する。		CRYタンパク質レベルは[[ユビキチンリガーゼ]][[F-box/LRR-repeat protein 3]] ([[FBXL3]])や[[F-box and leucine rich repeat protein 21]] ([[FBXL21]])により制御されている<ref name=Hirano2013><pubmed>23452856</pubmed></ref><ref name=Yoo2013><pubmed>23452855</pubmed></ref>(27,28)。FBXL3の欠損マウスは約28時間の行動リズムを示し、FBXL3とFBXL21の二重欠損マウスは行動リズムが消失する。
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	[[Casein Kinase 2]] (CK2) はショウジョウバエにおいて、長周期性を示す変異体として同定され<ref name=Lin2002><pubmed>12447397</pubmed></ref>(29)、哺乳類の培養細胞においてもリズム周期や振幅の制御に関わることが報告されている<ref name=Tamaru2009><pubmed>19330005</pubmed></ref><ref name=Tsuchiya2009><pubmed>19491384</pubmed></ref> (30,31)。CK2の基質としては、BMAL1やPER2が報告されている。		[[Casein Kinase 2]] (CK2) はショウジョウバエにおいて、長周期性を示す変異体として同定され<ref name=Lin2002><pubmed>12447397</pubmed></ref>(29)、哺乳類の培養細胞においてもリズム周期や振幅の制御に関わることが報告されている<ref name=Tamaru2009><pubmed>19330005</pubmed></ref><ref name=Tsuchiya2009><pubmed>19491384</pubmed></ref> (30,31)。CK2の基質としては、BMAL1やPER2が報告されている。

	[[Glycogen synthase kinase 3]] ([[GSK3]]) の活性抑制によりショウジョウバエの行動リズムは長周期化し<ref name=Martinek2001><pubmed>11440719</pubmed></ref>(32)~~、Gsk3βヘテロ欠損マウスも行動リズムが長周期となる~~(33)~~。GSK3βの基質としては、PER2や~~[[REV-~~ERBα~~]]などが報告されている<ref name=Martinek2001><pubmed>11440719</pubmed></ref><ref name=Lavoie2013><pubmed>23919927</pubmed></ref><ref name=Yin2006><pubmed>16484495</pubmed></ref>(32-34)。		[[Glycogen synthase kinase 3]] ([[GSK3]]) の活性抑制によりショウジョウバエの行動リズムは長周期化し<ref name=Martinek2001><pubmed>11440719</pubmed></ref>(32)、Gsk3βヘテロ欠損マウスも行動リズムが長周期となる(33)。GSK3βの基質としては、PER2や[[REV-ERBα]]などが報告されている<ref name=Martinek2001><pubmed>11440719</pubmed></ref><ref name=Lavoie2013><pubmed>23919927</pubmed></ref><ref name=Yin2006><pubmed>16484495</pubmed></ref>(32-34)。

	[[Ca<sup>2+</sup>/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼII]] ([[CaMKII]])は哺乳類の細胞において転写リズムの振幅制御および温度補償性に関わり、[[CaMKII&alpha]]のキナーゼ活性欠失マウスにおいては行動リズムの長周期化やリズム消失が観察される<ref name=Kon2014><pubmed>24831701</pubmed></ref>(35)。CaMKIIの基質としては[[サイクリックAMP応答配列結合タンパク質]] ([[cAMP response element binding protein]], [[CREB]])やCLOCKが報告されている<ref name=Kon2014><pubmed>24831701</pubmed></ref><ref name=Yokota2001><pubmed>11299324</pubmed></ref>(35,36)。		[[Ca<sup>2+</sup>/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼII]] ([[CaMKII]])は哺乳類の細胞において転写リズムの振幅制御および温度補償性に関わり、[[CaMKII&alpha]]のキナーゼ活性欠失マウスにおいては行動リズムの長周期化やリズム消失が観察される<ref name=Kon2014><pubmed>24831701</pubmed></ref>(35)。CaMKIIの基質としては[[サイクリックAMP応答配列結合タンパク質]] ([[cAMP response element binding protein]], [[CREB]])やCLOCKが報告されている<ref name=Kon2014><pubmed>24831701</pubmed></ref><ref name=Yokota2001><pubmed>11299324</pubmed></ref>(35,36)。

	転写を介したフィードバックループを構成する転写関連因子は動物界、菌界、植物界で異なるのに対し、CK1やCK2, GSK-~~3β、CaMKIIなどの~~[[リン酸化酵素]]は[[真核生物]]で生物界を超えて役割が保存されている<ref name=O'Neill2011><pubmed>21270895</pubmed></ref><ref name=Uehara2019><pubmed>31097584</pubmed></ref><ref name=Mehra2009><pubmed>19450520</pubmed></ref><ref name=Wang2021><pubmed>34182778</pubmed></ref><ref name=Kon2021><pubmed>33931447</pubmed></ref>(37-41)。		転写を介したフィードバックループを構成する転写関連因子は動物界、菌界、植物界で異なるのに対し、CK1やCK2, GSK-3β、CaMKIIなどの[[リン酸化酵素]]は[[真核生物]]で生物界を超えて役割が保存されている<ref name=O'Neill2011><pubmed>21270895</pubmed></ref><ref name=Uehara2019><pubmed>31097584</pubmed></ref><ref name=Mehra2009><pubmed>19450520</pubmed></ref><ref name=Wang2021><pubmed>34182778</pubmed></ref><ref name=Kon2021><pubmed>33931447</pubmed></ref>(37-41)。

	==シアノバクテリアにおけるタンパク質翻訳後振動==		==シアノバクテリアにおけるタンパク質翻訳後振動==

2023年5月1日 (月) 01:40にWikiSysopによる

2023-05-01T01:40:08Z

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