情報TOP
naoru.com/なおるコム/ナオルコム/



生体時計






ナオルコムTOP ブログ 食物から検索 病名・検索 漢方薬・検索 医薬品(50音順) 50音順(すべて)






朝起きられない

体内時計




体内時計の遺伝子発見
  • 「米ノースウェスタン大学の研究グループは15日、ネズミの実験で体内時計の遺伝子を発見したと発表した。ほ乳類での発見はこれが初めてで、不眠症や時差ボケ解消などの新薬開発の手がかりとして期待されている。特定のタンパク質を合成する遺伝情報を持つ「エクソン」が24集まった遺伝子が、時計機能と密接な関係にあることを突き止めた
    →「朝起きられない




『ピリオド』・・・ヒト遺伝子発見
  • 東大医科学研究所の榊住之教授と程肇助手、神戸大医学部の岡村均教授らがショウジョウバエの遺伝子と同じ構造の遺伝子を人間とネズミの細胞で発見、『ピリオド』と名付けた。
     ピリオド遺伝子は、眉間の奥にあり、両目から出た神経が交わる[視交叉上核]という場所の細胞では昼は活発に働き、夜はあまり機能しないというほぼ24時間の周期で活動レベルを変化させていた。また暗闇でも同じ周期で働き光の影響を受けないことも分かった




遺伝子1000個関与
  • 「2001年、山之内製薬の分子医学研究所は、睡眠リズムや体温などを調節する働きを持つ「体内時計」に関連する遺伝子が、ショウジョウバエには1000個以上有ることを突き止めた。ハエとヒトでは共通する遺伝子も多く、機能を詳しく調べれば、時差ボケや不眠症などの仕組みの解明につながると期待している




皮膚にも存在
  • 脳にしかないと思われていた時計遺伝子だが、岡村教授らは最近、皮膚など体の末梢組織にも時計遺伝子があることを突き止めた。脳の時計をクォーツとすれば、体の各部にあるのはゼンマイ時計」と喩える。
    なぜ、身体の各部にも時計が必要なのか?。脳の親時計が、末梢組織の子時計を同調させて、何か役割を分担しているという見方があるが、確証は得られていない。






『Dec1』『Dec2』・・・新たな「時計遺伝子」
  • 「北海道大学と広島大学の研究グループは、2002年、生物の体内時計を作り出す新しい「時計遺伝子」を2種類見つけた。こうした遺伝子の異常が、夜に眠れず昼に寝てしまうなど睡眠時間がずれる障害に関わる可能性もあり、病気の解明につながると期待される。
    北大の本間さと助教授らは、肝臓など全身の細胞で働く『Dec1』『Dec2』の2つの遺伝子の活動リズムがほぼ1日周期で変動することに注目した。この2つの遺伝子を細胞に入れて調べると、生物時計の一端を担う別の2種類の遺伝子の働きを抑える作用があった。
    新遺伝子は特定のタイミングで光を当てると働きが高まることも分かった。これは生物が光を浴びて体内時計を調節するのに関わると推測している。
    生物時計を構成する遺伝子はこれまで6種類が知られていた。これらが順番に相互作用をすることで、特定遺伝子の働きが高まったり、抑制を受けたりするのを繰り返してリズムを刻んでいる

  • 生物時計の研究は、ショウジョウバエで長く続いていたが、1997年に一変した。神戸大学医学系研究科の岡村均教授らをはじめ、各国の研究者がマウスに時計遺伝子があることを突き止め、哺乳類による研究が一斉に始まった。マウスとヒトでは共通する遺伝子が多く、マウスの成果からヒトの場合を推測できる。
    時計遺伝子は、目から脳の奥へ視神経が伸び交差する「視交叉上核」という部位にある。
    • 脳の真ん中付近になり、その大きさは直径1.5mmとゴマ粒程度だ。
    • ここで約10個の遺伝子が、時計の機能を果たしている。
    視交叉上覚にある細胞の核で発振器役の遺伝子が働き、細胞質中にあるタンパク質を合成する。このタンパク質は細胞質中で分解されるが、合成される量もどんどん増え、分解が追いつかなくなる。分解されないタンパク質は核内に入り、発振器遺伝子のスイッチを止めてしまう。しばらくすると核内に入るタンパク質が無くなり、再び遺伝子が働き、タンパク質合成を始める。この周期がほぼ24時間に相当する。
    この原理は藻や植物、ハエ、哺乳類などほとんどの生物で共通。岡村教授は「20億〜30億年前、地球で初めて光合成を始めた藻類、シアノバクテリアが時計遺伝子を獲得したと考えられる」と解説する。数十分で世代交代する大腸菌は、こんな時計を持っていない。





[ホワイトカラー1][ホワイトカラー2]
  • 米ダートマス大学医学部の研究グループは生物時計を作り出すタンパク質を発見した。[ホワイトカラー1][ホワイトカラー2]と呼ばれる2種類のタンパク質で、これまで互いに補完的な働きをしながら細胞のリズム活動を持続させていることが分かった。
     動植物の24時間の周期である慨日リズムの解明につながると期待している。
    これらのタンパク質は光の応答の度合いが異なるほか、周囲の温度が変わると遺伝子から出来る量が異なることも発見。慨日リズムは光や温度の影響で変化することから、有力な成果としている



『TIM』『PER』
  • 米国科学財団(NSF)科学技術センターのマイケル・ヤング研究員らは、動植物の成長や行動、生理活性を調節する体内時計が2種類のタンパク質によって働いていることを発見した。成果は体内時計に関係している既知の遺伝子『tim』『per』に突然変異を起こしたショウジョウバエを使った実験から得られた。人間や動植物の体内時計を理解するうえで重要な発見という。
     報告によると、遺伝子『tim』『per』から作られた『TIM』『PER』と呼ぶ2つのタンパク質は、日没前に結び付き、これらが細胞核内で働いて体内時計を調整するという。




調節DNA
ピノプシン
  • 2002年、東京大学の深田吉孝教授らのグループは生物が体内時計を調節するのに欠かせないDNA配列を発見した。
    深田教授らは、脳で体内時計の調節に関わる松果体の細胞をニワトリかだ採取。この培養細胞で、光を感じ取るセンサーの役割を果たすピノプシンと呼ぶ遺伝子の働きを詳しく調べた。
    通常は松果体細胞に光を当てるとピノプシンは増加、逆に暗いところではピノプシンの働きが抑制される。ところがDNA配列上で、この遺伝子の上流にある特定の18塩基に変異を加えると周囲が暗い場合にもピノプシンが増加した。別の実験でニワトリやマウス細胞などにこの18塩基を導入すると、自分の下流にある遺伝子の働きを抑えた。
    こうした結果から、この18塩基は遺伝子の働きを抑える作用があることが確認できた。




色素
クライ
  • 生物は暗闇でも、約24時間で眠りや覚醒のリズムを刻む生体時計を持っているが、目や脳などに多く分布している色素が生体時計に欠かせない、いわば主要部品でこれを壊すと1日の生体リズムが全く無くなる。こんな事実を京都大放射線生物研究センターの藤堂剛・助教授らがマウスの実験で確かめ、米国科学アカデミー会誌に発表した。
    藤堂助教授らは1993年、ショウジョウバエが青い光のエネルギーを利用して紫外線によるDNAの傷を治す色素を作る遺伝子を全身に持っていることを見つけた。
    96年には、ほ乳類の脳にも似た構造の物質の遺伝子が2つあることを突き止め『クライ』と名付けた。
    ほ乳類では、クライが作るタンパク質にはDNAの傷を治す機能はなく、藤堂助教授は機能を調べるため、クライ遺伝子を2つとも壊したマウスを作って暗闇に置いた。すると、マウスは睡眠と活動を細切れに繰り返して生体リズムが狂ってしまい、生体時計の主要部品と判断された。
    ほ乳類などの生体時計は脳内の視交叉上核にある。この部位で、いろんな臓器や組織にある『クロック』『ピリオド』と呼ばれるタンパク質が働くことで生体リズムの信号が出る。この信号によって、同じく脳内にある松果体が、目覚めのホルモンと言われるメラトニンを作る。
    1. クロックは、
      • 視交叉上核でメラトニンの分泌を促す信号を出す。
    2. ピリオド
      • 逆にクロックの活性を抑え、メラトニン分泌のリズムを作ることも分かっている。
    藤堂助教授らは、クライ遺伝子を壊したマウスでは24時間以上たっても体内のピリオド量が多いままであることを確認。クロック活性も一定だった。このことから、ピリオドはクライと結合して初めて機能を発揮すると見られる。
    ショウジョウバエではこの色素が遺伝子DNAの傷を治す他、光を受けれて生体時計の時間調整をする働きを持ち、進化の過程で同じ遺伝子が違う機能を持つようになった例としても注目される。




糖鎖
  • 季節によって卵がふ化するなど、成長に応じ生物が必要な遺伝子情報を正しく発動させる「生物時計」のメカニズムをつかさどる物質を、鳥取大農学部の甲斐英則教授(昆虫機能学)らのグループが、カイコの卵を使って突き止めた。糖が連なった『糖鎖』という物質が、生物時計を構成するタンパク質に命令、ふ化の時期が組み込まれたタイマーのスイッチを入れるという。生物時計の全容解明に近づく発見で、10日から東北大で始まる生物物理学会で発表する。
    甲斐教授らは、カイコの卵の胚に、ふ化の準備を始めるタイマーの役目を果たす酵素タンパク質『EA4』(エステラーゼA4)があり、これのアミノ酸が連なったペプチドの一種が結合し、タイマーの作動を止めているのを確認。
    『PIN』と名付けた。
    さらに卵は真冬になるとふ化の準備に入り、4月にふ化するが
    ▽初冬に一時的に寒くなっても何の兆候もない
    ▽約2週間寒い時期が続くと、ふ化の準備が始まる・・・ことも突き止めた。
    この研究の過程で、甲斐教授らは、生体に与える影響が未解明とされるマンノースやN-アセチルグルコサミンなどの糖が連なって出来た糖鎖が、EA4内に含まれていることに注目。働きの解明を進めた。
    その結果、
    ▽EA4から糖鎖を取り出すと、気温5℃以下になってもPINははずれず、ふ化は始まらないが、糖鎖があると始まる。
    ▽一時的に寒くなっても、すぐに暖かくなればPINが再結合、タイマーはリセットされる




生物時計の全容
  • 睡眠や目覚めなど1日のリズムをつかさどる「生物時計」の全容を、山之内製薬と理化学研究所の研究チームが解明した。
    生物時計の変調が原因で起こる不眠症時差ボケうつ病などの治療の手がかりになる。
    生物時計は様々な生物が持っている。ほ乳類の生物時計は16種類の遺伝子が関与することが知られているが、詳しい仕組みは不明だった。
    研究チームはこれらの遺伝子の量を調べ、それぞれが時計の歯車のように次々と連動して働き、朝・昼・夜のリズムを刻む仕組みになっていることを明らかにした。
    朝に働く部分が重要で、少しでも異常を起こすと、生物時計全体が変調してしまう。
    生物時計は薬の効き目に影響することも分かっている。
    研究成果は2005年1/24のネイチャー・ジェネティクスの電子版に掲載。









TOPなおるナオル病院ランキング血液検査くすり情報針灸よく使う漢方薬