表１. 時計遺伝子の変異体

標的E-box（＋）

遺伝子名
ClockmRNA
NM_007715

アレル
Clock ∆19/∆19
Clock –/–

E-box（＋）

Npas2

NM_008719

Clock, Npas2Cre-LoxP システムで 5-6 番目のエクソンを除去

周期短縮（0.5 時間）

Vitaterna et al., Science, 1994
King et al., Cell, 1997
Debruyne et al., Neuron, 2007
Garcia et al., Science, 2000

周期短縮（0.2 時間）

Clock –/– , Npas2 –/–Clock +/– , Npas2 +/–を交配

無周期

Debruyne et al., Nat Neurosci, 2007

bHLH を含むエクソン 4 -5 を Neo で置換

無周期

Bunger et al., Cell, 2000

周期短縮（1 時間）

Zheng et al., Cell, 2001

NM_007489

Bmal1 –/–

E-box（－）

Per1

NM_001159367

Per1brdm1

NM_011066

欠損

周期延長（4 時間）

文献*

bHLH を含むエクソンを LacZ 遺伝子に置換

Bmal1 (Mop3)

Per2

A→T 置換によるエクソン 19 の 51 アミノ酸

行動リズム（DD）

Npas2 –/–

E-box（＋）

E-box（－）

変異

PAS ドメインを含むエクソン 4 -18 を Hprt
ミニ遺伝子で置換

Dudley et al., Science, 2003

Per1ldc

エクソン 2 -12 を Neo で置換

周期短縮（0.5 時間）

Bae et al., Neuron, 2001

Per1 –/–

エクソン 4 -10 を Neo で置換周期短縮（0.5 時間）

Cermakian, EMBO J, 2001

Per2brdm1

PAS B の一部と PAC を含む領域 Neo で置換

周期短縮（1.5 時間）

Zheng et al., Nature, 1999

エクソン 5 と 6 の一部を Neo で置換

無周期

Bae et al., Neuron, 2001

周期短縮（2 時間）

Xu et al., Cell, 2007

周期延長（1 時間）

Xu et al., Cell, 2007

Per2ldc

FASPS 変異（S662G）を導入したヒト PER2

Per2

PER2-S662G

Per2

PER2-S662D

Per1, Per2

Per1brdm1 , Per2brdm1

Per1brdm1 と Per2brdm1 を交配

無周期

Zheng et al., Cell, 2001

Per1, Per2

Per1ldc , Per2ldc

Per1ldc と Per2ldc を交配

無周期

Bae et al., Neuron, 2001の全長を含む BAC クローンの Tg マウス
ヒト PER2 に S662D を導入した BAC クロー
ンの Tg マウスE-box（－）

Per3

NM_011067

Per3 –/–

E-box（－）

Cry1

NM_007771

Cry1 –/–

エクソン 3 と 4 の一部を Neo で置換
cDNA の 730-1479 に相当する配列を Neo で置換
FAD ドメインを含む領域をスプライスアク

Cry1 –/–

E-box（－）

Cry2

NM_001113333

Cry1, Cry2

PER リ ン 酸化

CsnkIeCsnkIdNM_013767

NM_027874
NM_139059

cDNA の 397-810 に相当する配列を Neo で置Cry2 –/–

換チン化

E-box（－）

Dec1 (Sharp2)

NM_015822

NM_011498

周期延長（1 時間）

Vitaterna et al., PNAS, 1999

周期延長（1 時間）

van der Horst et al., Nature, 1999

周期延長（1 時間）

Thresher et al., Science, 1998

Cry1 –/– ,Cry2 –/–Cry1 +/– , Cry2 +/–を交配

無周期

van der Horst et al., Nature, 1999

無周期

Vitaterna et al., PNAS, 1999–/–

,Cry2–/–

CK1etau/tau

Cry1–/––/–, Cry2 を交配

点変異（C→T）によるアミノ酸置換（R178C） 周期短縮（3.5 時間）

Meng et al., Neuron, 2008

CKIe–/–

Cre-LoxP システムでエクソン４を除去

周期延長（0.5 時間）

Meng et al., Neuron, 2008

CKIe–/–

Cre-LoxP システムでエクソン 2 -3 を除去

周期延長（0.5 時間）

Etchegaray et al., Mol Cell Biol., 2009

Cre-LoxP システムでエクソン 2 を除去

周期延長（0.5 時間）

Etchegaray et al., Mol Cell Biol., 2009

変化なし

Xu et al., Nature, 2005

周期短縮（0.5 時間）

Xu et al., Nature, 2005

CK1dΔ2/+

hCKId-T44A

Fbxl3

van der Horst et al., Nature, 1999

FAD ドメインを含む領域を Neo で置換

CK1d –/＋CRY ユ ビ キ

周期短縮（1 時間）

Cry2 –/–Cry1
PER 分解セプタ-Ires-LacZ-Neo で置換

周期短縮（0-0.5 時間） Shearman et al., Mol Cell Biol, 2000

エクソン 4 と 5 の間に β-ガラクトシダーゼとNeo の融合遺伝子を挿入
BAC を利用した C 末端に IRESEGFP を導入したヒト CKId（T44A）の Tg マウス

Fbxl3 Ovtm/Ovtm

A→G 置換による I364T の誘導（エクソン 5） 周期延長（3 時間）

Siepka et al., Cell, 2007

Fbxl3 Afh/AfhT→A 置換による S385C の誘導

Godinho et al., Science, 2007

Stra13 –/– (Sharp2 –/–)

（6 アミノ酸） 変化なし
1st ATG を含むエクソン 1 の一部

周期延長（3 時間）

Sun et al., Nat Immunol, 2001

Rossner et al., PLoS One, 2008

を Neo で置換
Dec1 –/–
E-box（－）

Dec2 (Sharp1)

NM_024469

Sharp1–/–DEC2-P385R

Dbp

D-box（＋）

Hlf

D-box（＋）

Tef

周期延長（0.2 時間）

Nakashima et al., Mol Cell Biol., 2008エクソン 3 を Neo で置換変化なし

Rossner et al., PLoS One, 2008

変化なし

He et al., Science, 2009

ヒト DEC2 に P385R を導入した BAC クローンの Tg マウス

Sharp1 –/– ,Sharp2 –/–Shrp1 ＋/–と Shrp2 ＋/– を交配周期延長（0.5 時間）

Rossner et al., PLoS One, 2008

NM_016974

Dbp –/–

Dbp 遺伝子を LacZ-Neo で置換周期短縮（0.5 時間）

Lopez-Molina et al., EMBO J, 1997

NM_172563–/–

エクソン 2 を LacZ-Neo で置換周期延長（0.3 時間）

Gachon et al., Genes Dev, 2004

Tef –/–

エクソン 2 を LacZ-Neo で置換周期延長（0.3 時間）

Gachon et al., Genes Dev, 2004

Dbp –/– ,Tef –/– ,Hlf –/–3 系統の交配変化なし

Gachon et al., Genes Dev, 2004

周期短縮（0.5 時間）

Preitner et al., Cell, 2002

Dec1, Dec2D-box（＋）

エクソン 1- 5 を Neo で置換

NM_017376
NM_153484

Dbp, Tef, Hlh

Hlf

RRE（－）

Rev-erba

NM_145434

RevErba –/–RRE（＋）

Rora

NM_013646

Rora sg/sg

RRE（＋）Rorb

RRE（＋）

Rorc

NM_001043354
NM_146095
NM_011281

Rorb –/–
Rorc –/–DNA 結合ドメインを含むエクソン 2 の一部から 5 の一部までを LacZ-Neo で置換
変異によりフレームシフト欠失がおき、遺伝子産物がトランケートする
2 番目の Zinc finger ドメインを分割するように LacZ-Neo を挿入
DNA 結合領域を含む 200b のフラグメントをNeo で置換

周期短縮（0.5 時間）

周期延長（0.4 時間）

変化なし

Hamilton et al., Nature, 1996
Sato et al., Neuron, 2004
André et al., EMBO J, 1998
Sun et al., Science, 2000
Liu et al., PLoS Genet, 2008

表２. レポーター遺伝子導入動物

動物
ラット

遺伝子改変動物名Per1-Luc

Per2-dLuc
マウス.

発光・蛍光遺伝子
ホタルルシフェラーゼ
ホタルルシフェラーゼ（不安定化）

基本骨格
pGL3 basic

pGL3 basic

レポーター遺伝子文献

6.7kb マウス Per1 フラグメント（E-box、転写開始点、Hida et al., Genomics, 2000

エクソン 1-2（エクソン 2 に翻訳開始点））で FL を誘導

Yamazaki et al., Science, 2000

3.5kb マウス Per2 プロモータ領域（E’-box、エクソン 1

Ueda et al., Nat Genet, 2005を含む）で FL を誘導

He PJ, Mol Cell Biochem, 2007

fos/luc

ホタルルシフェラーゼ

pLucIAVヒト cFos プロモータ領域（-405 ~ +42bp）で FL を誘導

Geusz et al., Curr Biol, 1997

CMV/luc

ホタルルシフェラーゼ

pLucIAV

CMV プロモータで FL を誘導

Geusz et al., Curr Biol, 1997

mPer1-Luc

ホタルルシフェラーゼ

pGL3 basic

mPer1-Luc

ホタルルシフェラーゼ

pGL3-BasicmPer2Luc/Luc
mPer2-E2::Luc

7.2kb マウス Per1 プロモータ領域（E-box を含む）で FLを誘導
エクソン 23 の 3’-UTR の前に Luc と LoxP サイトで挟ま（pGL3-Basic 由来）

れた Neo を挿入して PER2::Luc 融合遺伝子に改変

ホタルルシフェラーゼ

pGL3-Basic（pGL3-Basic 由来）

Per1-VL-Bmal1-FL

ウミホタルルシフェラーゼ

reporter vector（pcDNA-VL 由来）
Per1::d2GFP

5’-UTR）で FL を誘導

ホタルルシフェラーゼ

ホタルルシフェラーゼ
PVBF6.75kb マウス Per1 フラグメント（プロモータ領域とオワンクラゲ GFP（不安定化）

pd2EGFP-1

マウス Per2 調節領域（-112 ~ +98bp）
8.1kb マウス Bmal1 プロモータ領域（−7994 ∼+99）で FLを、6.8kb マウス Per1 プロモータ領域（−5053 ∼+1294）
で VL（分泌型）を誘導

3kb マウス Per1 プロモータ領域で不安定化 GFP を誘導

Wilsbacher et al., PNAS, 2002

Yamaguchi et al., Curr Biol, 2000

Yoo et al., PNAS, 2004
Yoo et al., PNAS, 2005
Hida et al., Genomics, 2000
Yu et al., Biochem. Biophys. Res.
Commun, 2002
Nishide et al., Genes Cells, 2006Gekakis et al., Science, 1998
Kuhlman et al., Neuroreport, 2000

参考文献
Ko CH, Takahashi JS. Hum Mol Genet. 2006 R271-7.

Molecular components of the mammalian circadian clock.

http://staff.aist.go.jp/s-hanai/biologicalrhythm.html（産総研 花井修次博士）