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Per1：lucの組み換え動物のSCNの発光リズム 地球上の生物の行動や代謝などには約一日を周期とする体内時計が制御する概日リズムが存在し、その位相は外界の光環境などにより変化する。哺乳類の概日リズムの中枢は視交叉上核(SCN）に存在することが明らかになっているが、リズムのオシレーター機能においてPeriod1(Per1)遺伝子のSCNにおける発現振動が重要であること、また、リズムの光環境への同調はPer1の転写の光誘導に由来することをこれまでに示した。このPer1の発現を指標にして、中枢SCN及び末梢組織の時計機能を同時に測定するため、Per1プロモーター発現制御領域で蛍の発光ルシフェラーゼ(luc)遺伝子を発現するPer1::luc トランスジェニック動物を作った。その各組織を培養すると、SCNスライス培養では、約1日周期の化学発光振動が１ヶ月以上観察され、一方、肝臓など末梢組織でも遅れた振動位相ではあるが発光振動が観察でき、2日から6日で減衰する。哺乳類ではSCNに自律したペースメーカーが存在し、末梢の概日リズムを組織固有の位相に維持することがわかった。現在は、Per1::lucマウスなどを用いて、SCNスライスを顕微鏡とCCDカメラを組み合わせたタイムラプス計測にて３次元の画像として観察している。また、Vapor-liquid-solid(VLS)法で作成された微小刺入型マルチ電極プローブをアレイ状に並べたセンサーチップ(豊橋プローブ)を用いて、SCN脳スライスを培養しながら、できるだけ１神経細胞に近い単位で刺激をしながら、１細胞の神経活動スパイクの発火頻度を測定する。さらに、こうした、外部からの刺激により、SCN脳スライス内で24時間リズミックに観察される遺伝子発現の変化にどのような影響をきたすか観察する。また、この豊橋プローブは、その細さから実験動物に対して超低侵襲であるため、長期にわたり脳計測などが可能であるため、組み換えマウスや概日リズムなどの長期計測に最適である。 主な業績 1Resetting central and peripheral circadian oscillators in transgenic rats. *Yamazaki S, * Numano R, *Abe M, Hida A, Takahashi R, Ueda M, Block GD, Sakaki Y, Menaker M, Tei H. Science, 288, 2000, p682-685 *equally contributed 2Constitutive expression of the Period1 gene impairs behavioral and molecular circadian rhythms. Numano R, Yamazaki S, Umeda N, Samura T, Sujino M, Takahashi R, Ueda M, Mori A, Yamada K, Sakaki Y, Inouye ST, Menaker M, Tei H. Proc Natl Acad Sci U S A, 103, 2006, p3716-3721 3Nanoscale tipped microwire arrays enhance electrical trap and depth injection of nanoparticles. Goryu A, Numano R, Ikedo A,Ishida M, Kawano T.,Nanotechnology Vol.23,41,2012 4In vivo bioluminescence and reflectance imaging of multiple organs in bioluminescence reporter mice by bundled-fiber-coupled microscopy Ando Y, i Sakurai T, Koida K, Tei H, Hida A, Nakao K, Natsume M, and Numano R, Biol.I Optics Eexp., 7(3), 963-978,2016 5Single 5 μm diameter needle electrode block modules for unit recordings in vivo. Sawahata H, Yamagiwa S, Moriya A, Dong T, Oi H, Ando Y, Numano R, Ishida M, Koida K, Kawano T. Scientific Reports,2016,25;6:35806 キーワード 概日リズム、Period1、トランスジェニック動物、発現振動、豊橋プローブ、VLS法、 ペースメーカー神経 このテーマに詳しい学生
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