目次

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第 4 回日本時間生物学会学術大会の開催のご案内・一一. . . . . . . . …・・・…・・・…・・・・・・・ー・・・…・ー

4

第 3 回日本時間生物学会学術大会大会報告一一・・・・……・…・…・…・・・……・・…・…

5

藍色細菌の概 日時
計
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アカバンカピの時計遺伝子. . . . … ‑…

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脊椎動物の時計遺伝子一・・…ー ・…・…・……… 田
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30

第 1 回 AsiaPacific Pineal Meeting .......…
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96 年会計報告・
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各種委員会委員 .. .......・
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第 3 回日本時間生物学会運営委員会記録・・ ‑ …. .. . . ・. . ー. . . . ・・‑ …一‑ 一ー……

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第 3 回日本時間生物学会総会・・・・一‑ 一一・… ・・・・・・…・一一一・ ・・… . .... .... ...一・・・
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事務局よか ・ …・
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1 一

巻頭言
「
動物の周期活動の研究を始めた頃 」

森主一
京都大学名誉教授
私が京都帝国大学理学部動物学科に入学したのは、

1 9 3 2 年( 昭和 7 年 ) 4 月で、あった。 当時「動物生態学」の講義が正式に行われていたのは、国立大学の中では京都帝国大学だ、けで、あったので、それにあこがれての入学で、あった。 3 年になり、卒業論文の題目として、故川村多実二先生から与えられたのは、琵琶湖岸に棲むヤマトカワニナという巻貝の行動に関する問題で、あった。員は岩のご、ろご、ろ転がった湖岸に、暖かい季節には多数群れているのに、冬になると消えて見えなくなってしまうのが、その理由を調べてみよ、とし、うもので あった。
そこで毎日この員の行動を観察した結果、その原因が二つあることが分かった。一つは季節移動
で、秋になって水温が下がると、湖の深みに多少移動し、岸から姿が見えにくくなることであった。これははじめから予想されたことで、あった。今一つ新しし、ことは、この貝は朝日が出て明るくなると岩の上に出て活動するが、日が暮れて暗くなると岩の下にもぐって休息する; そのために後半夜から早朝にかけては姿が見えなくなるのは、なにも冬に限ったことで、はなく、夏でも後半夜から早朝にかけては姿が見えなくなるので、即ち著しい日周期活動をすることが分かったので、ある。この事実の発見が私を日周期活動という、自然の生物の昼夜を棲み分けた生活実態の研究に入らせるきっかけとな
り、その後各種の動物について手あたり次第に日周期活動を調べることになった。
ところが時はちょうど、太平洋戦争の前夜にあたり、私は 1 9 3 7 年大学院 2 年の時、赤紙召集を受けて戦場に引き出され、 1 9 4 2 年に除隊されるまで、大学院の大切な 5 年有余の期間、研究を中断せざるをえないことになった。
さて研究室に帰って何をやろうかと思っていたところ、川村先生から海の生物を扱ってみてはどうかとし、うお話があった。早速瀬戸臨海実験所に行って各種の動物を観察してみた結果、ウミサボテ
ンという腔腸動物の著しい日周期活動が自に入り、 その後この研究に熱中することになった。当時は大戦中で、英語は敵性語として使用を禁じられていたので、研究結果の発表はすべて日本語で行った。 1 9 4 5 年の敗戦後も、もちろんこの研究を続けた。たまたま 1 9 6 0 年 NewYork 郊外の Co ld

Spring Harbor の生物学研究所から、量的生物学の第 2 5 回シンポジアムを、主題を生物時計(Biological Clocks) として開くので、きて講演をしてほしいとし、う招待状を受けた。この集会を組織したのは、 C. S. Pittendrigh を主任とし、 J. Aschoff ， V. G. Bruce ， E. Bunning ， D. R.

Griffin ， J. W. Hasting の、鋒々たる人たちで、あった。このシンポジアムは 当時の世界の生物学会の第一級のもので、あったので、突然のことで大変驚いた。私の仕事の基本的な部分は、前に述べたように 日本語で書いたもので、あったので、なぜ私が招かれたのか不思議で・ならなかった。 しかし後で、次第に事情が分かってくると、私の参加はJ . Ashcoff 教授の推薦によるもので、私の日本語論文は当時同教授のものへ留学しておられた、北大の故本間慶蒼教授( 研一教授のご尊父) がAshcoff 教授に訳して伝えられたことから生じたもののようで、あった。
さてシンポジアムに出席してみると、講演する日本人は私一人で、他にアメリカに留学していた日
本人動物学者が 2 名居て、医学出身の日本人は一人も居らず、まことに今昔の感が深い。なお当時

qL日本で生物の周期活動を研究していたのは、後に東北大学学長を務められた故加藤陸奥雄氏が、イチゴ、ハナゾウムシとし、う昆虫の日周期活動と日射・体温との関係を研究していたのが、私の記憶に残る唯一の人である。
とにかく現在の日本時間生物学会の隆盛を見るにつけ、昔を思うと感慨無量である。今はただひ
たすら、この学会を創設された方々に深く敬意を表し、その益々の発展を心から祈るばかりである。

(1997 年 3 月 3 日)‑

3 ‑

第4 回日本時間生物学会学術大会の開催のご案内
柴田重信

早稲田大・人間科学

日時: 1997 年 11 月 7 日( 金) ‑ 1 1 月 8 日( 土)場所: 早稲田大学国際会議場( 新宿区西早稲田)
一般講演( 口演、ポスター) 、シンポジウムを予定しています。
ふるってご、参加くだ、さい。

演題参加の案内は 6 月末の予定
演題締め切りは 8 月末の予定

問い合わせ先: 早稲田大・人間科学・薬理学
柴田重信

Tel: 0429‑47‑6732
Fax: 0429‑47‑6806
e‑mail:‑4 一

第 3 回日本時間生物学会学術大会
大会報告
田村康二
大会会長山梨医科大学
1 9 9 6 年 1 1 月 14 日並びに 1 5 日の両日にわ

演者の学問的背景並びに研究に差異があるこたり甲府市総合市民会館を会場として大会をとが明らかとなった。その事がむしろ今後の本開催した。本会の主題として 時計遺伝子から学会の末広がりの発展の展望を聴衆に与えて時間治療まで" を選んでみたが幸い好天に恵本パネノレの意図は果たされたと思っている。

まれ大会参加者はこれまでの会を上まわって

特別講演は Michael H . S m olensky ，Director ，総計 300 名の盛会で、あった。

Hermann Chronobiology Center ，Professor of

学会の演題の内で最も重要な一般演題は全University of Texas‑Houston ，School of Public部で 83 題であり口演( 口演 5 分、討論 5 分) とポ

Health による rMedical Chronobiology andスター提示とを併せて行ってもらった。その意

Chronotherapeutics in 1996 and beyondJ と題図するところは全会員が全演題について知り、する講演で、あった。時間生物学の特に臨床的且つ討論に参加できる様に配慮した事にあっ研究の纏めは同じ方向性を求めている医師にた。この 目論見は当たって学術交流が盛んには極めて有用で、あった。彼の本学会への貢献

行われたのは主催者としては嬉しい事だった。

に深謝している。

一般演題は主題に選んだ知く時計遺伝子に代シンポジウムは 時間遺伝子カも時間治療ま表される基礎科学的演題から時間治療に代表で" と題して高橋清久( 国立精神神経センター)される臨床的講演まで幅広い分野の発表がなと創邦男( 山梨医大) の司会で、行った。時計された。

遺伝子の転写制御、石田直理雄( 通産省生命

パネノレデ イスカッションとして 時
H 寺間生物学を

工学工業技術研究所) 、視交叉上核の分子学、女如日何に発展させるかワ

篠原一之( 横浜市大) 、勤務交代とリズム、本橋口大) 並びに川崎晃一( 九大) により行われた。

豊( 秋田大) 、睡眠異常とリズム、石束嘉和( 山

第 3 回大会ともなれば本会の現状とそれを踏ま梨医大) 、高血圧の時間治療、井尻裕( 山梨

えた将来への展望を語りあう事が大切と思つた

医大) の発表があった。何れの発表も本学会のからでで、ある。パネリストとしては中島秀明( 岡山

主題にふさわしい幅広く且つ奥深い内容であり

大) 、本間研一( 北大) 、川村浩( 東亜大) 、

時間生物学に関連する学際的研究を総括する

Smolensky ，M H (Texas‑H ouston Univ.，
U .S.A.)

シンポで、あった。

の4 人で、あった。各パネリストは基本的に以下学会員は学会場で又懇親会を通して交流をの項目について論じ合った。 1) 時間生物学のし最後まで熱心に討議された。このようなお膳

定義、 2) 自身の研究の位置付け、 3) 自身並び立てが出来ていささかなりとも本学会の発展にに関連分野での研究方法とその成果、 4) 広く貢献出来たことを学会を主催した我々一同光認知されている研究成果、研究発表の場、国栄に思っている。明年の早稲田大学での再会

内外の研究団体の情報、 5) 今後の問題点等の折りにはまた一段と進んだ研究に出会えるで、あった。時間生物学は新しい学問なので各事を楽しみにしている。

‑

5 ‑藍色細菌の概日時計
岩 崎秀 雄 ， 石 浦 正寛 ， 近 藤 孝 男

名古屋大学大学院理学研究科生命理学専攻
1 . はじめに多数のコロニーのリズム測定法を開発し， 多数

2. 窒 素 固 定 型 藍 色 細 菌 の 生 物 時 計の生物時計変具体を得た。さらに時計変具体の里子生型ゲノムライブラリー の導入による遺伝H u a n g らの研究を中心として

3. 生 物 発 光 を 利 用 し た 藍 色 細 菌 の 実 験
4

的相補により，3 つの新規時計遺伝子をクロ ー系の開発

ニング、することに成功し，現在その解析 を進めプロモータートラップ法による遺伝子発ている。この総説では筆者らによる分子遺伝学的解析を中心に ，藍色細菌の概 日
リズム研究

現リズムの解析

5 藍色細菌の生物時計遺伝子群の同定全般について出来るだけ網羅的に紹介する。

6 入力系の解析
2. 窒 素 固 定 型 藍 色 細 菌 の 概 日 リ ズ ム

7. 出 力 系 の 解 析

H u a n g らの研究を中，C ; として細胞分裂周期との関わり

8

9 概日時計の進化

藍色細菌は原核生物の主要グ、ループのひと

おわりにつであり，細胞質中に光合成の明反応 の場と10なるチラコイドをもち ，酸素発生型の 光合成を付. 関連する総説の紹介行う。機能的 にも構造的にも植物の葉緑体とよ1. はじめにく対応することから，共生説 においては葉緑体

概 日リズムを生じる生物時計の分子機構を明の系統的な起源と考えられている (65) 。また，

らかにするためには ，分子遺伝学的な手法に

始原藍色細菌は 35 億年ほど前に地球上に現よって生物時計の構成因子を特定し，解析しれ，大気中の酸素を発生させたと考えられる。

ていくことが有効である。既にショウジョウパエ

従来，概 日リズムは真核生物に特有の機能でやアカバンカビを用いた分子遺伝学的な研究あり，原核生物には存在 しないと考えられてきにより 3 つの時計遺伝子が同定され，多くの成た。たとえば 1970 年代 に藍色細菌でも概 日リ果が得られている。 しかし生物時計の分子機

ズムを見つけようとする試みがなされたが，成構を包括的に理解するためには，より能率のよ

功を見なかった (91) 。しかし十年ほど前から ，い実験系を用いた系統的な時計遺伝子の解

いくつかの藍色細菌において概 日リズムが報

析が必要であろう。そのためには出来るだけ遺告されるようになった。

伝子操作が容易で単純な生物を用い，多くの最初の報告は ，単細胞性藍色細菌の窒素固個体( クローン) のリズムを同時に自動測定でき

定活性のリズムで・あった (25 ，71)。窒素固定はる系を開発しなくてはならない。生物時計の存

いくつかの原核生物にのみ見られる機能であり，

在が知られる最も単純な生物は原核生物の藍大気中の分子状窒素をアンモニアに還元する色細菌( シアノバクテリア) である。筆者らは藍プロセスである。窒素固定反応を触媒する窒素色細菌にノレシフエラ ーゼ遺伝子を組み込み，固定酵素は酸素に高い感受性を示し， 酸素に

生物時計の運行を生物発光リズムとして自動より容易かっ不可逆的に破壊される。光合成

測定することを可能にした。また寒天培地上のに依存する藍色細菌の中にも窒素固定するも‑6 ‑のがあり，光合成によって生じる酸素から窒素

一 方 ， 台 湾 の Huang ら は 淡 水 性 の固定系を守るためのいくつかの戦略を進化の

Synechococcus sp. RF‑1 という系統 (30) を暗過程で獲得してきた (5 ，20) 。たとえば糸状( 多期にさらさずに連続明条件下で培養しても窒細胞性) 藍色細菌の中には異型細胞( ヘテロ

素固定リズムは検出されないが， L D 条件に移シスト) と呼ばれる特殊な細胞を分化させ，窒すと暗期にピークをもっ窒素固定活性リズムが素固定酵素活性をこの細胞でのみ発現させる

出現し，さらに連続明条件下でもこのリ ズムがものがある。異型細胞は光合成系 H を欠き，厚継続することを見出した (25) 。彼らは，この現い細胞壁を発達させることで外部からの酸素侵象が概日時計の光による同調とそれに続く恒入を防いでおり，光合成と窒素固定の空間的常条件下でのリズムの継続であると正しく認識な分業を可能にしている。しかし単細胞性の窒した。また， 1989 年には Sweeney とBorgese が素固定型藍色細菌ではこうした細胞分化は不海産の単細胞性藍色細菌 Synechococcus sp.

可能であり，二つの代謝系の両立は大きな謎

W H 7 8 0 3 ( 窒素固定は行わなし、) において温度で・あった (20) 0 1980 年代になると，単細胞性

補償性を伴う 24 時間周期の細胞分裂リズムが藍色細菌あるいは異型細胞を分化させずに窒存在することを報告している (90) 。

素固定を行う糸状藍色細菌のし、くつかの系統

こうした知見は真核生物にのみ概日リズムがで，その窒素 固定活性がしD サイクルの暗期存在するとの当時の定説をくつがえすもので、
あにのみ高くなるとの報告が相次いだ( たとえばり，それゆえに藍色細菌の概日時計の存在を文献 76 ， 87 ，88) 。これらの発見によって窒素疑問視する見解も根強く残った( たとえば文献

画定系の働く時期を時間的に光合成を行う時

4 7) 。しかし Huang らは Synechococcus sp.

期から分離するとの見解が注目されるようにな

R F‑ 1 を用いて精力的に解析を行い，既に 20った。 しかしこうした知見は明暗サイクル条件 下篇におよぶ報告 (10 ，11 ，13‑16 ，24‑27 ，29‑で得られたものであり，概日リズムによる制御と39) で概日時計の存在を明らかにしてきた 。

して考えられてはいなかった。

Synechococcus sp. R F‑1 の窒素固定活性リズ

1986 年になって二つのグループが，連続明条件下でも窒素固定型の単細胞性藍色細菌(38) ，主に転写レベルで、制御されていることがにおいて窒素固定活性リズムが持続することを強く示唆されている (32 ，34) 。窒素固定活性自発表した。そのうち， Mitsui らは海産性の体にはカルシウムイオンが必要であるが( 1 2) ，Synechococcus sp. Miami 43511 および 43522

m R N A 量のリズムには必要ないらしい (32) 。まという系統を用い，光合成による酸素発生，呼た，この系統では少なくとも 8 種類のアミノ酸の吸による酸素取り込み，窒素固定酵素活性，

取り込みにも概日リズムが見られる (10) 。このリ細胞分裂周期，炭水化物合成のリズムを示し

ズムは窒素固定活性リズムとは逆の位相関係

た (71) 。しかし彼らも概日リズムによる制御を考にあり，慮せず，細胞分裂が約 24 時間ごとにおこるこ

さらに， 00C 6 時間の低温パノレスによる大まかなとから，細胞分裂周期が光合成と窒素固定を

位相反応曲線も報告されている (10) 。複数の

時間的に分離する機構であると結論し，それ以蛋白質の合成速度にも概日リズムがあり (29) ，降もこの観点に沿って研究を展開した。この結

最近そのうちの一つ ( C O P 2 3 と命名) のアミノ論については，後述するように細胞分裂周期と酸配列およびコード遺伝子の塩基配列が明ら

概日時計の関係としづ観点、から再考の余地がかにされた( 1 1 )。これら Synechococcus sp.

ある。

R F一l のリズームは明暗サイクルだけで、なく低温/‑

7 一

高温サイクルによっても位相のリセットを受ける

るが，アミノ酸の取り込みのリズムは正常である。

(37 ，29) 。また，光合成活性の概日リズムを示

残りの二つ (CR‑ 1，CR‑2) は窒素固定活性，ア唆する報告もある (82) 。一方，海産の単細胞，
ミノ酸取り込みともに無周期で、あった (39) 。また性藍色細菌 Cyanothecesp A T C C 5 1142 では ，

顕著な蛋白質合成リズムも見られない (Huang ，

窒素固定活性，光合成活性( 炭水化物合成

未発表，文献 35 に引用) 0 Synechococcus sp量) に加え，電子顕微鏡による観察から炭水化

R F‑ 1 の無周期型突然変異体の分離は確かに物を多く含む細胞内頼粒の形成にも概日リズ

先駆的な成果で、あった。しかし前述の理由( 遺ムが見られることが報告されている (85) 。さらに，伝子操作が適用できない，リズム測定が煩雑)

Roenneberg らは別種の海産の単細胞性藍色から，それに続く本格的な分子遺伝学的解析

細菌 TJichodesmIum thIebautII で光合成活性や徽密な生理学的解析を行うことは困難であり，( 酸素放出) の概日リズムを報告している (81) 。

突然変異体を十分に活かして生物時計の分子

このように藍色細菌の様々な系統で生物時機構の核心に迫ることは今のところ期待できそ計が存在することが確認されてきたが，これらうにない。また，彼らの変異体の分離法では生の系統では遺伝子操作を援用することは出来

育速度を指標とする一次スクリ ーニングを行うない。それどころか培養や寒天培地上でのコロため，生育に影響しなし、ような時計の変異体をニー形成といった基本的な取り扱い自体が著得ることは出来ない。

しく困難なものも含まれている。ゲノムサイズの小さい原核生物を用いて分子遺伝学的解析を

3. 生 物 発 光 を 利 用 し た 藍 色 細 菌 の 実 験行う利点、は，システムが単純であるとともに，寒系

天培地上の多数のコロニーをスクリーニング、す藍色細菌ではし、くつかの系統で容易に高度ることで容易にミュータントを得られることにある。

な遺伝子操作( 形質転換，遺伝子破壊など) を

生物時計の分子遺伝学的な解析を行う場合に適用することができる (92) 。そこで筆者らはこは，膨大な数の個体( クローン) のリズムを再現

れらの藍色細菌を用いて生物時計の分子遺伝

性よく自動測定することが必要となる。しかし学的解析に適した実験系の構築を試みた。も1993 年に筆者らが発光レポーターを用いた系

し藍色細菌に普遍的に生物時計が見られるな( 後述) を開発するまでは，藍色細菌におけるリら，窒素固定をしない系統においても何らかのズムの測定はいずれも煩雑で，大量のサンプ

生理活性に概日リズムを観察できる可能性がルを処理したり，安定した結果を得ることは非ある。前述の非窒素固定型の Synechococcus

常に困難で、あった。それにも関わらず， 1993

sp. W H 7803 で見られた細胞分裂リズム (90) は

年に Huang らは Synechococcus sp. R F‑ 1 の

その唯一の例で、あったが，この系統でも遺伝子生物時計変異体の分離に成功している (39) 。

操作は適用できない。筆者らは単細胞性藍色

彼らはニトロソグ、アニジン処理した細胞のコロニ

細菌 Synechococcus sp. P C C 7942 とし、う系統

一一つずつを窒素を含まない液体培地に移植を用いて遺伝子操作により概日時計の運行をし，恒明条件下およひ、明暗サイクル条件下で、モニターする系を構築することにした。この系の生育速度について野生型と比較した。生育

統は淡水産の樗菌で、窒素固定を行わない。ゲ

速度の遅くなったクローンの窒素固定活性リズ

ノムサイズは 2.7 M b で大腸菌のそれよりも小さ

ムおよびアミノ酸取り込みリズムを測定し， 4 つ

000 程度であろうと推定
く，遺伝子の数は約 3 ，の突然変異体を報告した。うち二つ (M‑17，M

されている (44) 。自然に外来の D N A を取り込

32) は恒明条件下で窒素固定リズムが消失す

ly transformable) ，さらにむ性質があり (natural‑

8 ‑大腸菌との接合を利用すればより高い効率で藍色細菌染色体上の特定のターゲティング部の形質転換が可能 である。また，高頻度で相位 (neutral sit e 1) に挿入された (54) neutral0

同的遺伝子組替えがおこるた め，染色体上のslt e は外来の D N A 断片を挿入しても挿入自特定の座位への遺伝子ターゲティング，遺伝体の影響が見られないゲノム上の座位である。

子の置換や破壊が容易で，すでに分子遺伝学

JuxAB 遺伝子にコードされるルシフエラーゼ. は的解析の材料として広く用しもれている (92) 。

還元型フラビンモノヌクレオチド ( F M NH l ) ，長

概日リズムの突然変異体を網羅的に分離す鎖のアノレデ. ヒド( デカナーノレ) および酸素を基るためには ，出来るだけ容易にリズムが測定 出質とする反応を触媒し ，490 n m の生物発光を来ることが必須条件である。そのための最も理示す。脂溶性のデカナールは揮発性で、もあり，想的なリズ、ムのマーカーとして生物発光が考え

気相を介して容易に細胞膜を透過する。 したがられた。高感度の光検出システムを用いれば，って培養容器中にデカナールを充満させれば，容易に発光を長時間連続的に 自動測定するこ

単純な拡散によって常に一定 レベル の基質をとが可能だからである。しカも高い精度で再現

細胞内に供給することができる。作製した形質性よく測定することが出来るため，鍛密な生理転換体 ( A M C 149 と命名) を明暗サイクル (L D)

学 的解析も可能である。単 細 胞 性 渦 鞭 毛藻

条件下で培養 したのち ，連続明( しし) に移した。

C onyauJax の生物発光リズムが概日時計研究

デカナール供給条件下で培養液の生物発光に果たしてきた重要な貢献を見てもそのことはを光電子倍増管を用いて連続測定したところ，明らかだろう (43 ，75)。折しも 90 年代初頭は，

10 日にわたって約 24 時間周期の顕著な生物

ルシフエラーゼ遺伝子をレポーターとして用い

発光リズムを確認することが 出来た (54) 。発 光

て m

Vl・
vo で、特定の遺伝子発現をモニタリング、

強度は夜明けの位相( 主観的昼のはじめ) に最しようとする試みが本格化しつつある時期であ小， 黄昏の位相( 主観的昼のおわり) に最大とった。 W olk らは発光細菌のルシフエラーゼ遺なる。このリズムは 4 時間の暗ノ ξノレスの投与に伝子 Jux をレポーターとして用いることで，窒素より，時期特異的な位相変位をきたす。また，

固定型糸状藍色細菌 Anabaena の窒素固定遺25 C ，30 C ，36 0C の各温度条件下での測定結伝子の異型細胞特異的発現をモニターするこ果から，発光リズムの周期の温度補償性も確認とに成功した (19 ，96 ，97) 。一方， Kay らは，概された (54) 。

日時計に制御されるクロロフィル結合蛋白質遺A M C 149 のリズムは本当に psb A l 遺伝子の0o

伝子 cab のプロモーター領域の下流にホタル

発現リズムを反 映しているのだろうか。たとえば由来のルシフエラーゼ遺伝子 Juc を連結するこ/レシフエラ ーゼの基質となる藍色細菌細胞内とで，発光リズムを示すシロイヌナズナの酸素や還元型 F M N の量が光合成リズムに

A rabldopsis の形質転換体を作製した (67) 。

伴って概臼変動している可能性も考えられよう。

筆者らは，発光細菌防brio harveyi のルシフ

しかし psb A l 遺伝子の m R N A 量 (54 ，59) ，エラーゼ遺伝子 JuxAB の翻訳領域の上流にJuxAB 遺伝子の m R N A 量，ノレ、ンフエラーゼ蛋

Synechococcus sp. P C C 7942 の psbA! 遺伝子

白質量は全て発光リズムと同様の概日リズムをのプロモーター領域を連結した。psb A! 遺伝子示した (59) 。このことから A M C 1 4 9 の発光リズ

は，光合成系l I (PS lI ) の中核蛋白質 D1 をコー

ムは第一義的に psb A l の発現リズムを正確にドし，藍色細菌内で非常に強く発現する (58) 。

反映するものと結論できた。この発 光レポータ

作製したレポーター融合遺伝子 は，相 同的遺ー を 利 用 し た リ ズ ム モ ニ タ リン グ 法 は伝子組替えによって薬剤耐性マーカーとともにSynechococcus sp . P C C 7942 だけでなく
， 他

‑

9 一

の形質転換の 可能な藍色細菌にも適用するこm R N A 量に概 日リズムが見られる。窒素固定酵とが出来る。すでに筆者らは球状の素の二つのサブ、ユニットの一つをコードする

Synechocystis sp. P C C 6803 (2) や，糸状で窒刀

素固定型の Anabaena sp. P C C 7 120 において特異的な窒素国定酵素活性をよく説明する。

成功している。なお ，Synechocystis sp . P C C

また C ho w とTabita は，もう一つの窒素固定酵

6803 は昨年ゲノムの全塩基配列が発表された

素サブ ユニットをコード、する川市と炭酸固定酵系統である (45) 。

素 RuBisCO をコ ードする rbcSL オベロンがしD

続いて筆者らは，多数のクロ ーンの時計表現

条件下ではそれぞれ暗期，明期特異的に発現型をスクリ ーニング、するために，寒天培地上のするのに対し，しし条件下ではともに主観的夜

各コロニーの発光リズムを同時測定できる系をのはじめに発現のピークがあると報告している構築した。 A M C 149 は低ノイズの冷却 C C D カ(16) 。ただし，この報告のししでの結果には再メラで測定可能な発光強度をもっ。そこでデカ

現性に問題があるのではないかと思われる。まナールの投与法を改良したうえで ，高感度のた，最近 H uang らは Synechococcus sp. R F ‑ 1

冷却 C C D カメラによって寒天培地上の各コロの機能未知の膜結合蛋白質をコ ードする遺伝

iIK は主観的夜に発現する (32) 。これは夜間ニーからの生物発光リズムを測定することに成子 cop23 の発現リズムを報告したが (11) ，その功した。コロニーの発光リズ、ムの周期は液体培

位 相 関 係 は niIK m R N A のリズムと異なり，養のそれと同じであり ，持続性や再現性はむし

Synechococcus sp. P C C 7942 の psb A l遺伝子

ろ優れていた (50) 。続いて冷却 C C D カメラ，のものと同じで、あった。しかし特定の生物で生試料交換装置，制御コンヒ。ューターからなる多物時計による遺伝子発現の制御 がどの程度一プレート生物発光測定装置を作製した。試料

般的なものであるのかを調べることは従来まっ交換制御，検出器の制御，データの取り込みとたく不可能なことで、あった。筆者らは，藍色細解析のためのソフトウェアは独自に開発した。

菌の高い相同組替え率，ゲノムサイズの小ささ，

これにより 12 枚のシャーレを順次自動的に連

さらに前述の多プレ ート生物発光測定装置に続撮影することが出来る。 1 枚のシャーレあたり

よる発光ノ号ターンのスクリーニング を利用して，

1，000 個程度のコロニーを解析で、きるため，同

いわゆるプロモータートラップによって概日時

000 におよぶコロニーの概日リズムの時に 12 ，

計に制御される遺伝子群の包括的解析を試み

自動測定が可能となった (55) 。

た。

4. プロモータートラップ法による遺伝子発D N A のランダ、ムな断片をルシフエラ ーゼ遺伝

現リズムの解析

子翻訳領域の 上流に連結した融合遺伝子ライ

筆者らが構築した系は psb A l 遺伝子の発現ブラリーを作製し，藍色細菌のゲノムに挿入しリズムを生物発光リズムとしてとらえるものであた。形質転換体の多くは発光を示さないが ，プ

まず Synechococcus sp. P C C 7942 のゲノムった。では，藍色細菌ではどの程度の遺伝子

ロモーター領域を含む断片を挿入されたクローの発現が概日時計によって制御されているのンはその活性強度に応じて生物発光を示す。

だろうか。多くの真核生物では， 80 年代後半か

冷却 C C D カメラシステムを用いてこのような発ら生物時計に制御される遺伝子が相次いで報光クローンをまず約 800 コロニー分離し，その告されている( たとえば文献 4 ，6 ，63 ，77 ，95) 。

発光ノぞタ ーンを調べてみると，驚いたことにそ

前述の窒素固定型の Synechococcus sp. RF‑1の す べ て に 概 日 リ ズ ム が 見 ら れ た (62 )。

でも同調後 LL 条件下でし、くつかの遺伝子のSynechococcus sp. P C C 7942 では予想外に多

t
Eム

nu

くの遺伝子が生物時計に制御されていることにディアン時間を通じてそれほど変化しない (23) 。

なる。発光リズムの位相関係を調べてみると，

Synechococcus sp. P C C 7942 では概日時計が多数が A M C 1 4 9 と同じ位相だ、った。 p sb Al と同大多数の遺伝子のプロモーターを制御する。

じく光合成系 H の D 1 蛋白質をコ ードするが光その中には細胞内での産物の振動に直接反誘導性の異なる p sbAlI 遺伝子，グ ルタミン合

映されるものもあろうし， 一方では機能に応じて成酵素をコ ードし光誘導' 性を欠く glnA 遺伝子，

細胞内での産物レベルを一定に保つ遺伝子

リズムを示さないであろうと期待して試した群もあるのだろう。

rRNA 遺 伝 子 刀ηA のいずれもが ，p sb A l と同藍色細菌以外で、はプロモータートラップをも様のプロモータ ー活性を持っていることも明らちいた詳細な生物時計制御遺伝子群の探索かになった (62) 。しかし 10‑20% のクローンはは行われていない。最近 Kay らはホタルルシ

A M C 1 4 9 とは異なる位相関係の発光リズムをモザイ
フエラーゼ、遺伝子を C M V ( カリフラワー ・示した。たとえば A M C 2 8 7 と命名したクローン

クウィルス )35S プロモーターに連結して形質転は A M C 1 4 9 とはちょうど逆位相のリズムを示す。

換した A rabIdopsIs の生物発光に弱し、概日リズ

このクローンでは，レポーター遺伝子の上流に，

ムが見られる，と報告した (9) 。また，緑藻

プリン合成系の遺伝子 purF のプロモーター領

Chlamydomonas ( こおし、ても光合成系の遺伝子域が挿入されていた (61 ，62)0 purF 遺伝子のだけでなく，チトクローム c やチューブリンをコm R N A 量が概日リズムを示し ，psbAI 遺伝子

ードする遺伝子の発現までが概日時計に支配m R N A のそれと逆位相関係にあることも確認ささ れ て い る こ と も 明 ら か に な っ た ( 41

れた (61)0 purF 遺伝子のすぐ上流には同じくJacobshagen および Johnson ，私信) 。したがっプリン合成系の別の酵素をコードする purL 遺て真核生物でも概日時計による転写制御が予伝子が位置している。この二つの遺伝子は多く

想以上に一般的な可能性もある。

のほかの細菌ではオベロンを形成し共転写される。しかし Synechococcus sp . P C C 7942 で5. 藍 色 細 菌 の 生 物 時 計 遺 伝 子 群 の 同 定は別個のプロモーターによって制御され ，purLと解析

は (purF とは異なり )psb A l と同じ位相の発現リリズムを駆動する概日時計は入力系を通じて

ズ ム を 示 す ( 61 ) 。 最 近 ， 筆 者 ら は

環境刺激によるリセットを受け，環境変動と同SynechocystIs sp. P C C 6803 でも同様のプロモ

調した細胞内の生理学的振動を確保し，出力ータートラップを用いて位相関係の異なる複数

系に時刻情報を伝えると考えられる。前述したの遺伝子群を同定した( 青木ら， 1995 年植物

藍色細菌の多くの遺伝子発現リズムは，概日

学会年会) 。

時計からの出力を反映するものであろう。筆者

遺伝子のプロモーター活性に概日リズムが見らの最大の目的は概日時計の構成因子を同定られても，必ずしもその m R N A 量，コ ード蛋白

し，その解析を通じてリズム発生の分子機構を

質量や活性のリズムに反映されるとは限らない。

明らかにすることにある。そこで，まず生物時計

概日時計以外によるなんらかの制御，それぞの変異体を得るため， A M C 1 4 9 を変異源 E M S

れの m R N A の安定性や転写後修飾，蛋白質(ethyl methanesulfonate) で処理し，約 500 ，000の合成速度，安定性や修飾などが考えられるクローン( コロニー) の細胞を多プレート生物発からだ。実際，前述のように r R N A をコードする

光測定装置を用いてスクリ ーニング、した。そのITnA 遺伝子のプロモーター活性には顕著な概結果今までに約 100 ク
ロ ーンにのぼる発光リズ

日リズムが見られるが (62) ，m R N A 量はサーカ

ム変異体を分離することに成功している (55;

司 句

E E
A A

近藤ら，未発表) 。これらの変異は 16 時間周ム (ORF) D ，E ，F( 仮称) が見つかった。実際，期から 60 時間におよぶ様々な周期の変異，

今までに 40 クローンにのぼる生物時計変異体

無周期型，低振幅型，位相変化型，波形の歪のマツヒ。ング. を試みたが，そのすべてがその 3

みなどあらゆるタイプの時計異常表現型を含み，つの O R F 上に落ちていた。とりわけ F 遺伝子

従来ほかの生物で得られていた時計の変異体

上には短周期型，長周期型，無周期型などあに比べて遥かに多様で、あった。またこれらの変らゆる変化をもたらす生物時計変異がマツヒ。
ン

異形質は極めて安定しており，また生育も野生グされた。また F 遺伝子を破壊した株やこれら型と殆ど変わらない。

の遺伝子を過剰発現させた株では概日性リズ

続いて，筆者らは遺伝子相補に基づく周期

ム が 消 失 し た ( Ishiura ， Aoki ， Kutsuna ，

突然変異の原因遺伝子のクローニング、を試み

Andersson ，Iwasaki et a.l ，投稿準備中) 。した

た。このため新たに作製したターゲティング用

がって，得られた 3 つの遺伝子が生物時計のベクタ ーとランダムな野生型藍色細菌のゲノム発現に密接に関与していることは明らかである。

D N A 断片を用いてライブラリーを構築し，複数これらの遺伝子は相異なる蛋白質をコ ー ド
し，の時計突然変異体を形質転換した。この際野そのアミノ酸配列中に既知の機能蛋白質との生型の遺伝子断片は neutral site I と呼ばれる相向性は見出せない。ショウジョウパエ，アカバ

特定の領域に部位特異的に挿入され，本来のンカビの時計遺伝子産物 ( P E R ，T IM ，F R Q ) と遺伝子座は破壊されない。各突然変異体に関の類似性もまったくない。

して約 15 ，000 クローンのライブラリー挿入細胞

F 遺伝子上にマッヒ。
ン
グ、
された複数の無周期をスクリーニング、したところ，野生型と同様の発型の突然変異体は， L D サイクルによっても，ま光リズムを示すクローンが複数分離された。そた高温 ・
低温サイクノレによっても概日リズムの発して最終的に相異なる 4 つの長周期型変異体

現が見られない。したがって F 遺伝子は入力

LP6，0 文献 55) の各相補クロ系因子ではなく時計本体の構成因子であろう。

ーンから，挿入されたそれぞれの遺伝子断片

また，プロモータートラップ法を無周期型変異をプラスミド レスキュー法によって大腸菌に回体に適用し，広範な遺伝子発現リズムに対する収することに成功した。これらの各 D N A 断片

影響を調べてみた。里子生型ではすべての発光は，多様な表現型を示す複数の生物時計変異

クローンが概日リズムを示すのに対して無周期体を相補することが出来る。そこで、ササ守ンブ、ロッ型変異体をもとにした発光クローンは一切リズ

ト解析や制限地図の作製を行ったところ，これムを示さなかった( 近藤ら，未発表) 。この結果

ら 4 つの断片が藍色細菌ゲノム上の同ーの遺は F 遺伝子が出力系の因子ではないことを強伝子座位に由来することが明らかとなった。さらく示すものといえる。

に，今まで得られている生物時計変異体からラ

新たにクローニング、した時計遺伝子群は新規

ンダムに 5 0 クローン選んでこの領域 (p48 領域)のものであるため，コード蛋白質のアミノ酸配列を含むゲノム断片を遺伝子移入したところ，殆からはその作用機構を推定することが出来な

ど すべてが相補されることがわかった。続いてい。しかし，オベロンを構成することからなんら

欠失クローンを用いた相補活性領域の限定とかの形で協調的に機能している可能性が高い。

周辺領域の塩基配列決定を並行して行った結筆者らは酵母の two‑hybrid 系と In vItro の系

果，生物時計の発現に大きく影響することが推で最近これらの遺伝子の翻訳産物同士が様々察される領域にはオベロンを構成すると思われな組み合わせで相互作用することを見出した

る 3 つの隣接したオープンリ ーディング ・プレー( 岩崎ら， 1996 年時間生物学会年会) 。また，

12 ‑

最近 D 遺伝子上の時計変異のサプレッサーを計細胞では P E R ，T IM 相同蛋白質が核移行

F 遺伝子上に同定することにも成功した。藍色

せずに細胞質内に局在すると最近報告されて細菌内でも時計蛋白質が相互作用して概日リ

おり (84) ，時計遺伝子の作用機構が生物種にズムの発現に関与しているのではなし、かと考えよってと、の程度共通しているのか興味深い。そられる。

の意味でも藍色細菌の生物時計遺伝子の機

いっぽう，ルシフエラーゼ・レポーターを用い

能解析は重要であると言えよう。

て時計オベロンのプロモーター活性を測定した
ところ，顕著な概日1 ) ズムを示した( 沓名ら，

6 入力系の解析

1997 年植物生理学会年会) 。このリズムは時

藍色細菌の概日時計の位相合わせをもたら計遺伝子上にマッピング、さ れた時計の変異にす要因として，光情報以外に次のようなものがよって影響を受ける。すなわち，短周期型 ，長報告されている。S ynechococcus R F一l では低周期型 ，無周期型の変異株では時計遺伝子

温刺激によって位相変位がおこり (10) ，温度のプロモーター活性はそれぞれ同様の周期のサイクル (24 ，29 ，37) や D C M U ( 光合成系阻害変化，リズムの消失を示す。この事実は，生物剤) の添加除去サイクノレ (32) によって概日リ ズ

時計遺伝子にコードされる生物時計蛋白質がム発現が誘導される。A M C 1 4 9 においても同

なんらかの形で自らの遺伝子の発現をコントロ

様に温度サイクルによる概日リズムの同調( 近ールしていることを意味している。これが概日リ

藤ら，未発表) が観察されている。また，最近筆ズムの発生に本質的なのか，単なる結果に過者らの研究室の井上，岡本は暗ノ号ルス，温度

ぎないのかはまだ不明である。もし本質的だとパルスによる A M C 149 の発光リズムの位相応

すれば，ショウジョウパエの per(28 ，98 ，99) と答を詳しく調べ ，この藍色細菌の生物時計のtun(86 ，99) ，アカバンカビの ITq(3) の作用機

位相応答が多くの真核生物のそれと同じであ構として提案されてきた時計蛋白質のネガティることを示した( 井上ら， 1997 年植物生理学会

ヴーフィードバック・モデルとよく符合する。この年会) 。また，Sherman らは定常状態の培養液

モデ ノレで、は，時計蛋白質が間接的もしくは直を新たな培地で希釈することで単細胞性藍色

接的に自らをコードする遺伝子の発現を抑制

細菌 Cyanothece sp. A T C C 51142 の窒素固することで時計蛋白質量のリズムを説明する。

定活性と炭水化物量の概日変動が誘導される

ショウジョウパエ (28 ，99) ，アカバンカピ (17) のと報じている (85) 。したがって光受容体，温度

系では，時計遺伝子の m R N A 量のリズ、ムとコ

センサーなど複数の外界刺激応答分子が位相ード蛋白質量のリズムの聞に数時間のタイムラ

合わせに関与していると思われる。

グ( 位相のずれ) が見られる。これは分子レベ

藍色細菌の概日時計の位相合わせに必要なノレの概日振動の安定化に寄与するとされ，一光の波長特性については，今のところ

義的には時計蛋白質の核移行の制御によってS y刀，echococcus R F‑ 1 に関する Chen らによる確保されるとの仮説が提案されている (28 ，83 ，報告( 1 3) があるのみである。この系統では白86 ，99) 。これらショウジョウパエ，アカバンカピ

色光で培養したのち 12 時間の暗期を与えての時計蛋白質分子の振動モデルは藍色細菌

再び連続白色光照射下に戻すことで窒素固定の生物時計遺伝子群の機能解析をするうえで活性リズムが発現する。しかし白色光の代わりも作業仮説としては有効であろう。ただし核をもに赤色光 (680 nm) 条件下で培養したのち暗処

たない藍色細菌にそのまま適用できないことも理をし，再び連続赤色光下に移しても窒素固また明らかである。なお，ヤママユガの脳の時

定リズムが誘導され継続する。それに対し，白

唱

今

E ︑
ムu

色光で培養したのち暗期の代わりに赤色光をることで高い光吸収効率を確保している。分子

与えてもリズムは誘導されない。 680 n m とはク

遺伝学的手法を用いて明らかにされた光受容

ロロフィノレ s の吸収波長であり，先述の D C M U体遺伝子 RcaE のコ ード蛋白質は高等植物の処理サイクルによるリズム誘導の観察も加味しフィトクロ ームおよびエチレン受容体と相同なて， Chen らは光合成系の暗パノレスによる遮断領域を持っていた。全ゲノム塩基配列が明らかによってリズ、ムが誘導されると考えている。高等になった Synechocystis sp. P C C 6803 (45) もフ

植物では赤色光と近赤外光による可逆的光応

イトクローム類似遺伝子を持っている。また，植答を担うフィトクロ ームが概日時計の光入力系

物の青色光受容体遺伝子と類似する配列も見に関与しており (64) ，時計を同調させるためのつかった。したがってこれらの藍色細菌の光受

暗処理期間中に近赤外光パルスを与えるとし容体遺伝子候補を利用することで分子遺伝学

ばしばリズムの位相変位がもたらされる( たとえ的に藍色細菌の生物時計の光入力系を明らかば文献 7 7 ) 。そこで C h e n らは Synechococcusにしていくことが期待できょう。なおR F‑ 1 を赤色光で培養したのち暗条件に移し，

Synechocystis sp. P C C 6803 は，一日に約 5

その聞のさまざまな時間帯に 30 分間の近赤外

分間の光パルスさえ与えれば暗条件下で従属

光 (730 nm) を与えてみたが，その後のリズムの栄養的に生育させることが可能である( 1 )。

位相の乱れは一切おこらなかった。この結果かA M C 1 4 9 と同様にノレシフエラーゼ ・レポーターら，藍色細菌で、はフィトクローム類似物質は時を導入した Synechocystis の形質転換体は連計の位相応答に関与していないと推論してい続明条件下で発光リズムを示すが (2) ，連続暗る(13) 。

条件下でも発光リズムをとらえることが出来た

Sy.刀 echococcus sp. P C C 7942 ではまだ時計(Aoki ，Kondo ，W a d a and Ishiura ，}. Bacterio1.

入力系の変異体と結論できるものは得られて投稿中) 。この特性は時計の光応答性の詳細いないが ，Synechococcus R F‑ 1 の前述の無周な解析に有利である。

期型変具体 C R ‑ 1 ，C R‑2 (39) に関しては興味筆者らが主として用いている Synechococcus

深い観察がある。C R ‑2 は明暗サイクル，温度

sp. P C C 7942 では Golden らが光応答性遺伝

サイクノレのいずれによっても概日リズムの同調子群の研究を精力的におこなっており，少なくが見られないのに対し， C R‑ 1 は明暗サイクル

とも赤色光，青色光特異的な効果が報告されには同調しないが温度サイクノレにより窒素固定ている (22 ，58 ，94) 。したがって Synechococcus

リズムおよび蛋白質合成リズムが見られるというSp . P C C 7942 においても複数の光波長特異のだ (Huang ，私信) 。このことから， Huang は的な受容体が存在するのは明らかである 。

C R ‑ 1 ，C R ‑ 2 はそれぞれ光入力系，時計本体

Synechococcus sp. P C C 7942 における時計のの変異体ではなし、かと考えている。

光入力系の解析はまだ、始まったばかりで、あるが，光応答伝達系一般に関して，高等植物の豊上記の知見と筆者らの開発した系を用いること

富な解析に比べて藍色細菌での分子生物学

でその分子機構を明らかにしていくことが可能

的 研 究 は か な り 遅 れ て い る 。しかし最近であろう。

Grossman ら は 丹e m yl
θ'11a dip1osiphon とし、う種

7を用いて，藍色細菌としては初めて光受容体を出力系の解析

コードする遺伝子のクローニング に成功した

Synechococcus sp. P C C 7942 では，前述の(46) 。この種は赤色光と緑色光の比率に応じように大多数の遺伝子のプロモータ ーが概日て，集光色素の構成成分を可逆的に変化させ時計に制御されている。それらの多くのプロモ‑

14

ーター領域およびそれを制御する転写因子の個々の遺伝子発現リズムと，光合成や後述す

解析をすることにより，広範な遺伝子発現リズム

る細胞分裂周期などの生理過程に見られるリの包括的な理解が期待できよう。筆者らは既にズムとの聞を埋める作業は今後の大きな課題

出力系に関わる因子のーっとして R N A ポリメラである。

ーゼのシグ、マ因子のメンバーを特定している

8(93) 。これは A M C 149 のゲノムに薬剤耐' 性マ

細胞分裂周期との関わり

ーカーをランダムに挿入してスクリーニング、する

細胞分裂周期は概日リズムとならぶ代表的なことで分離された低振幅型突然変異体 M 1 6

生体振動であり，その関連性が注目され，多く( 周期は 24 時間で里子生型と同じ) の原因遺伝の解析がなされてきた (18) 。その過程で概日子として同定された。この遺伝子 rpoD2 の破壊

時計は細胞分裂周期とは独立であり，むしろし株では psb A l の発現リズムは低振幅型になる

ばしば細胞分裂周期を制御することが明らか

が，purF の発現リズムは野生型と変わらない。

になってきた。その一方で，細胞膜や核などのまた，前述のプロモータートラップの際に得ら細胞構造を重視した概日時計のモデ、ノレがしばれた， A M C 149 と同じ位相の発光リズムを示す

しば提案されている( たとえば文献 78) 。また，3 種類のレポーター株それぞれの rpoD2 を破先述のように近年、ンョウジョウパエ ，アカバンカ

壊したところ，そのうちの一つの発光リズムの振ヒマで、提案された時計遺伝子のフィ ード パック・

幅が落ち，残りの二つに関しては変化が見られモデルでも時計蛋白質の核移行が重要なステなかった。したがって， R p o D 2 蛋白質は生物時ップとして認、識され，必然的に核構造に依存す計の本体ではなく出力系の構成要素であり，る。とすれば細胞構造を大幅に変更し，多くのpsb A l と同じ位相で概日発現する遺伝子の一

生体内物質濃度に影響する細胞分裂過程と概群を制御するものと考えられる。

日時計機構との関連性は今なお重要な問題でSynechococcus R F‑ 1 で、は転写レベルの包括ある。

的な解析はなされていないが，多くのポリペプ

従来，細胞分裂周期が概日周期よりも短い細チドの合成速度に概日変動が見られることがわ

胞では概日リズムは発現しないとしづ見方が支かっている (29) 。速度が最大となる位相はボリ配的で、あった (80) 。たとえば Tetrahymena やミペプチドによって異なり，概ね 4 つの位相に分ドリムシ EugJena では分裂周期が一日よりも短かれた。前述のように ，Synechococcus sp. P C C

い細胞では概日リズムが観察されなかった

7942 で、は大多数の遺伝子のプロモーターが(18) 。藍色細菌でも ，概日リズムが観察されて概日時計に制御されていることから ，きたのは 24 時間周期で分裂する細胞 (71) ，Synechococcus RF‑1 でもそうした広範な転写

倍加時間 (doubling time; 以下 DT) の遅い細レベルの制御が行われている可能性があろう。

胞 (90) ，定常状態ないし分裂停止状態の細胞

真核生物の場合と異なり，原核生物では転写(29 ，72) においてのみで、あった。前述の筆者らと翻訳の場が核膜によって分断されておらず，の A M C 1 4 9 のリズムも，もっぱら指数増殖期をむしろカップリングしている。したがって ，転写過ぎ定常状態に近くなった状態での観察であレベルの制御はより直接的に蛋白質合成に影る。しかし Synechococcus sp. P C C 7942 は指響するはずである。このことを考えれば，数増殖期には D T が概日周期よりも短くなる。

Synechococcus RF‑1 で見られた多数の蛋白

そこで筆者らは ，寒天培地上およびパッチ液

質の合成速度リズムは ，一義的には転写レベ

体培養中で D T 約 10 時間で指数増殖を続け

ルの制御に由来しているカも知れない。

る A M C 1 4 9 の発光パターンを高感度の光電子

司
自

に

A d

倍増管を用いて測定した。その結果発光は指しているわけではなく，脱共役しているものも多数的増加とともに顕著な概日振動を示した

し、 (7) 。

(53) 。さらに D T 5 ‑ 6 時間または 10 時間でのこのように，概日周期よりも短い倍加時間で増殖を保ちつつ細胞密度を一定に保つ連続増殖する細胞でも概日時計が遺伝子発現，細培養でも，光合成系の遺伝子 p sbAf， psbAff の胞分裂を制御することが明らかとなったことは，

m R N A 量 の 概 日 変 動 を 確 認 し た 。また，

概日時計についての従来の基本的理解に変Johnson ら
も D T 約 10 時間で増殖する A M C 1 4 9

更を促すものとして重要である。一方筆者やの連続培養を用い，同様に生物発光の概日リ

Johnson らとは異なり， Mitsui らは前述の 1986

ズムを示した (74) 。

年の報告 (71) 以来 Synechococcus sp. Miami
B G 043511 を用いた一連の研究 (57 ，69‑ 73 ，

これらの結果は藍色細菌では概日振動が細胞分裂に影響を受けないことを示している。し89) で一貫して藍色細菌の様々な生理活性リ

かしこれは概日時計と細胞分裂が相互に独立

ズムを細胞分裂周期に依存する制御と見なしであることを意味するものではない 。実際，て研究を進めた。前述のように彼らは明暗サイ

Johnson らは D T 約 10 時間で指数増殖する

クノレ同調後，連続明条件下でこの藍色細菌のSynechococcus sp. P C C 7942 の連続培養を用

光合成活性( 酸素放出) ，窒素固定活性，炭水い，概日周期の特定の位相では細胞分裂が起化物量，細胞分裂が連続明条件下で約 24 時

こらないことを明らかにした (74) 。では D N A の間周期で変動することを見出した (71) 。さらに複製についてはどうだろうか。真性細菌では一

彼らはグリコゲン合成量 (57 ，69) や集光色素フ

般的に d n a N 遺伝子にコード、される D N A ポリメ

イコシアニン合成 (89) ，N A D P H 生成およびグラーゼ' m が D N A 複製に関与しており，染色ノレコース 6 リン酸脱水素酵素活性 (Ikemoto

体 複 製 開 始 点 は 出a N 遺伝子座の近傍に存

and ル
litsui ，未発表，文献 73 に引用) ，不飽和在する。Liu とTsinoremas は Synechococcus sp.

脂肪酸合成 (Kabata and Mitsui ，未発表; 文献

P C C 7942 の染色体複製開始点と思われる遺73 に引用) などにも約 24 時間周期のリズムを伝子領域を d n a N 遺伝子座のすぐ上流に特定見出している。 1993 年，彼らは Synechococcus

し，ルシフエラーゼ・レポーターを用いて d n a N

sp. Miami B G 043511 の細胞分裂，窒素固定

遺伝子の発現が概日時計に制御されることを

活性，酸素放出 のリズムを従来の 30 C ではな
0

見出した (60) 。このことから，彼らは D N A 複製

く 24 C ，36 C で測定した結果を報告した。それが概日時計に制御される可能性を指摘していによれば，連続明条件下 30 C ではこうした生た。原核生物にはゲノムを細胞あたり多コピー

理活性リズムの周期は約 20‑24 時間だが，

持 つ ものが少なくない 。Synechococcus sp.

24 C では 25‑30 時間に， 36 C では 6‑ 10 時間

0

0

0

0

0

P C C 7942 の場合も細胞あたり複数コピーのゲとなり，いずれも培養の倍加時間と同じで、あっノムを保持している (7) Johnson らは前述の連
0

た (73) 。この結果から，彼らは光合成，窒素固続培養を用いて細胞あたりのゲノム数の変動，定のリズムは明らかに細胞分裂周期に依存す

細胞サイズの変動を測定し，前述の細胞分裂るものであると結論した。しかし，その後彼らはのパターンを加味して，藍色細菌ではサーカ分裂が停止した Synechococcus sp. Miami B G

テ守イアン時間を通じて D N A 複製は一定の速度

043511 の培養中にも窒素固定活性，光合成で持続的に行われることを見出した (74) 。真核

活性の日周変動を見出し (72) ，彼らは細胞分生物とは異なり，原核生物では細胞分裂周期

裂周期と第二の内因性のリズム機構の双方がと染色体の複製が必ずしも完全にカップリング

関与していると推論した。しかし，彼らの観察し

句

ρ
u

E
ムh

たリズムがすべて概日時計に制御されているもを示すクローンを作製した (67) 。続いてその発ので、あったと考えることも出来よう。とすれば

光リズムを指標として E M S 処理した実生をスク

1993 年の観察は，観測温度条件下での( 概日リーニングし，既に 10 を超える様々な時計の時計の基本特性である) 周期の温度補償性の突然変異体を分離している (66; Kay ら，私信) 。

破綻を意味する。 24 C と 30 C における周期のそのうち tocl 突然変具は cab 遺伝子の発現リ差異は実験誤差範囲とも思われることから，

ズム，葉の就眠運動リズムがともに短周期 (21Synechococcus sp. Miami B G 043511 では 36 C時間) になる (66 ，68) 0 tocl 遺伝子についてははもはや温度補償性の有効範囲外なのかも知マッヒ。
ング、と染色体歩行による同定作業がかな

0

0

0

り進んでおり (Strayer and Kay ，私信) ，その他

れない

ング も現在行われつの時計変異 (66) のマッヒ。

9 概日時計の進化つある。 したがって近い将来，植物の時計遺伝
子と藍色細菌の時計遺伝子の比較によって新藍色細菌から高等動植物に至るまで，概日1 }ズムの生理的特性は驚くほど共通している。そたな知見が得られるカも知れない。

の一方で，今まで、に、ンョウジョウパエ，アカパン

また，筆者らが 同定した Synechococcus sp.

カビ，そして藍色細菌で明らかにされた時計遺P C C 7942 の生物時計遺伝子群の，他の生物

伝子がコ ードするアミノ酸配列には明確な類似種における類似遺伝子の探索も現在行ってい性は認められない。原核生物の時計と真核生る。既 に 明 ら か に な っ て い る 藍 色 細 菌

物の時計は，もともと共通の時計のプロトタイプ

Synechocystis sp . P C C 6803 の全ゲノム配列から派生してきたものなのだろうか，あるいは進の中には複数コピーの類似遺伝子が存在し，化の過程で独立に獲得されたものなのだろうか。

翻訳アミノ酸配列の相向性は極めて高い。また，

前述のように，ショウジョウパエとアカバンカビ

最近筆者らは糸状多細胞性で窒素固定型のの時計遺伝子の作用機構モデ〉レは核を前提と

Anabaena sp . P C C 7120 ，好熱性藍色細菌

していた。このモデ、ルが真核生物の時計に一Synechococcus 叩 Jcanus からも非常に保存性

般的かつ基本的であれば，核をもたない原核の高い類似遺伝子をク
ロ ーニング、し，解析を進

生物で、は真核生物とは異なる時計を持っていめている( 宇津巻ら， 1997 年植物生理学会年

なければならなくなる。

会) 。筆者らの 同定した時計遺伝子は少なくといっぽう，共生説では藍色細菌は植物葉緑も藍色細菌では広く 一般的に存在すると思わ体の系統的祖先と考えられている。もしそうでれる。その他の原核生物， 真核生物においてあれば，植物の概日時計には藍色細菌の時計も類似遺伝子が存在するかどうか興味深い。

と共通の機構，構成要素が保持されている可能性もあろう。緑藻 ChJamydomonas では ，葉10. おわりに

緑体ゲノムにコードされる多くの遺伝子の発現

筆者らは藍色細菌を用いて新たな実験系をが概日制御されることも最近わかってきた (40) 。

開発し，従来の時計研究の障害の多くを取り除

この点、で，シロイヌナズナ ArabIdopsIs を用いた

くことが出来た。すでに 3 つの時計遺伝子群をKay らによる生物時計の分子遺伝学的解析はク
ロ ーニング し，その解析を進めている。また，非常に興味深い。彼らはクロロフィノレ結合蛋白

筆者らの開発したリズムの測定系のメリット( 安質をコードする cab 遺伝子のプロモーター領定性，高い時間分解能) を活かして新たな生理域の下流にホタル・ル、ンフエラ ーゼ遺伝子を連学的解析も開始しつつある。まだ前途は遠い

結して ArabIdopsis を形質転換し，発光リズム

が，藍色細菌を用いた解析は概日時計の分子

1

ウ

・
ムt

機構の包括的な解明のための最も有望なアプ

藍色細菌の和文の総説としては以下の筆者

ローチの一つである。

らの手になるものがある。文献 (5 1，52) では筆

現在多くの生物で概日時計の分子遺伝学解

者らの分子遺伝学的解析のアウトラインを簡潔

析が精力的に行われている。しかしながら日本に紹介した。また文献 (56) では，主に筆者らがではこの新しい流れはまだ十分に浸透してい開発したルシフエラーゼ・レポーターを用いた

るとは言いがたい。また，植物や微生物を用い遺伝子発現の測定系の技術的側 面についてた時計の解析も欧米に比べて非常に少ないの解説した。

が現状である。これは藍色細菌を用いた時計の解析の中間報告であるが，この機会に少し

謝辞: ここに紹介した Synechococcus sp. P C C

でも多くの方々が生物時計の分子遺伝学的解

7942 の生物時計の解析は当研究室のプロジ

析，あるいは植物や微生物を用いた時計の解ェク卜であるが， Susan S. Golden (Texas A & M

析に興味を持っていただければ幸いである。

Univ.)，Carl H. Johnson (Vanderbilt Univ.) 両

博士にも協力していただいている。本稿を書く

付関連する総説の紹介にあたって，未発表のデータを引用させていた藍色細菌の生物時計研究一般に関しては，

だいた沓名伸介氏，青木摂之博士( 現 ・名古

最近筆者らが書いたもの (23) がもっとも充実し屋大学人間情報学研究科) をはじめとする筆ており，現段階での未発表データもしてつか載者らの研究室のメンバーに感謝する。また，せている。この英文総説では必ずしも藍色細Synechococcus sp. RF‑1 の生物時計の報文リ菌の生物時計研究のすべての報文を紹介した

ストを作成するにあたり， Tan‑Chi トluang 博士

わけではない。本総説では現在までに出版さ( 中央研究院植物研究所，台湾) に御協力頂れた藍色細菌の生物時計の論文を一応網羅しいた。また，同博士には Synechococcus sp.

たつもりであり，し、くつかの情報も新たに追加しR F‑ 1 の無周期型変異体の表現型について未た。筆者らの不注意で万一抜けている論文が発表のデータを教えていただいた。ここに厚くあれば，是非御連絡いただきたい。筆者らの御礼申し上げる。

Synechococcus sp. P C C 7942 を用いた概日時
計の分子遺伝学的解析については，もっとコン

引用文献

パクトにまとめたものもある (42 ，45 ，49) 。

1. Anderson S L. and Mclntosh L (1991) Li ght‑

Synechococcus sp. RF‑1 の生物時計研究につactivated het 巴rotrophic growth of the

いては Huang と Grobbelaar による総説( 文献

cyanobacterium Synechocystis sp. strain

35) がある。

P C C 6803: a blue‑light‑requiring process.

窒素固定型の単細胞性藍色細菌 一般につj. Bacterio.l 173 ，2761‑2767

いては最近出版された詳細な総説 (5) を参照

2. Aoki S ，Kondo T ，and Ishiura M(1995)

されたい。 Synechococcus sp. P C C 7942 におCircadian expression of the d n a K gene in

ける光誘導性遺伝子群の解析については

theGolden による文献 (22) がある。また，藍色細菌

strain P C C 6803. J. Bacterio l. 177 ，5606‑の分子生物学的研究一般に関して は Bryant

5611

cyanobacterium

Synechocystis sp.

3. A ronson B D ，Johnson K A ，Loros JJ ，and

編 (8) ，培養や具体的な実験技術などに関してJC(1994)

Negative

feedback

は Packer および G lazer 編 (79) の総説をそれ

Dunlap

ぞれあげておく。

defining a circadian clock: autoregulation

︒
︒

噌

E

ム

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‑

19 一

Metabolic changes associated with the(blue‑green alga). F E M S Microbiol. Le t.

diurnal pattern of N 2 日xation in Gloeothece.

36 ，109‑ 110
3 1.

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Huang T ‑ C

Chow

and

T‑J

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T ‑J

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inductionaofcircadianits nifgene is repressed. Plant Physiol. 96 ，しin H ‑Y ，and
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T ‑J

endogenous rhythm in Synechococcus sp.
R F ‑ 1.

324‑326

日 xingDinitrogen一

34. Huang T ‑ C ，C h o w T ‑J，and Hwang l‑S
The(1988)F E M S Microbio l. Le t. 37 ，173‑ 177

synthesis

cyclicofthe

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circadian

Le t. 83 ，99‑102(1987) lnduction of a nitrogenase activity(1991) Resetting the endogenous circadian，

N ‑fixing

circadiancycling

of

the

ote
prokarγ

Sinica 32 ，129‑ 133

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司

ワ
ムEA

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ηη
LL

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71

l 167
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ル
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under

non‑

cyanobacterium TIichodesmIum thjebautjj

growing conditions in an aerobic nitrogen‑under natural and constant conditions

photoproduction

activities

Daily rhythm

fixing unicellular cyanobacterium Synecho‑

coccus sp. Curr. Microbio.l 30 ，1‑6of Oz‑evolution

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and characterの必L告脊椎動物の時計遺伝子
海老原史樹文・吉村崇・鈴木亨
名古屋大学農学部資源生物環境学科
動物機能制御学講座
はじめに

泳行動ではそれほど明瞭なリズムが得られな

高等動物のうち、遺伝学研究が最も進んでいい。米国で、ゼブ、ラフイツシュを用いた時計遺伝

る種は、マウスで、ある。マウスにはさまざまな遺子の分離が計画されているが、この点の克服

伝特性を持つ近交系やミュータン卜系が多数存

が成功への分かれ道である。

在し、長年の遺伝学的データの蓄積に加え、時計遺伝子は、ショウジョウパエの per や

取り扱い易さや比較的世代交代が早いことなど

tirneless 、アカバンカビの j匂など振動の発現にから、遺伝解析に最も適した晴乳動物として利直接組み込まれていると考えられる遺伝子であ用されている。特に最近では、マイクロサテライ

るが 、脊椎動物でこれに該当する遺伝子は見トなど D N A 多型マーカーが充実するなど連鎖

つかっていない。しかし、概日リズムに影響する解析技術の進歩に加え、 Y A C ライブラリーなど

遺伝子は多数存在する。従って、本稿では、この開発による物理的地図作成技術の進歩、されらの遺伝子を概日リズム関連遺伝子としてまらに、長年に渡る膨大な遺伝学データが蓄積とめた。

し、インターネットを介して瞬時にデータ検索で、きる情報科学の進歩などにより、ますますマウ

時計遺伝子へのアプローチ

スの重要性が増してきでいる。したがって、概突然変異により表れた表現型から、古典的メン

日リズ ムに関する遺伝学研究もマウスを用いた

テ、ル遺伝に基づ、いた解析により遺伝子を同定ものが多い。マウス以外の哨乳類で、はハムスタ

することは、遺伝学の基本的手法である。これ

ーやラットを用いた研究があるが、これらについを Forward genetics と呼んでし、る。一方、遺伝ては、マウスほど、十分な遺伝学データの蓄積

子工学や細胞工学の進歩に伴い、遺伝子を直がないため解析が進んでいない。しかし、最近接操作することができるようになり、遺伝子の働

新しいマッピング解析技術として R L G S

きや発現を変化させて表現型への影響を見ょ(restriction landmark genome scanning) 法が開うとするいわゆる R 巴verse Genetics と呼ばれる手

発され、ハムスターで、もリンケージマップが作成

法が盛んに用いられるようになった。遺伝子タされたことから (1 ) 、今後これらの動物でも時計ーゲーッテイング、やアンチセンス D N A 法などがこ

遺伝子の解析が可能となってゆくだ、ろう。 哨乳れに当たる。また、概日リズムの基本的性質で類以外の脊椎動物で注目すべきは、ゼブラフ

ある、周期の温度補償性、光による位相反応

イツシュやメタ守カなど、の魚類で、あろう。これらの性、周期が約 24 時間で持続する自律性などは

魚は、体が小さいため飼育スペースを取らず、全ての生物に共通しているが 、このような時計

世代交代が速し、うえ、大量に子孫を得ることがの生理学的相向性から、概日リズム発現の分できるので、突然変異誘発物質による時計遺子機構に相向性が存在するものと考え、今まで伝子の分離も効率に行えるものと期待できる。

にクローニング.された時計遺伝子との相同遺伝

しかし、問題はリズムの測定に関することで、遊子を検索する試みが行われている。これら以外

30 一

にも、 Differential Display 法により概日リズムを用され成果をあげているが、マウスのような遺示す m R1サA を検出し遺伝子にアプロ ーチする

伝学的手法が使えないため、今のところ遺伝方法などが行なわれている。

子クローニングなど、への研究の進展はない。
Forward Genetics を使ったもう一つのアプロー

Forward Genetics

チは、既存の系統を使った Q T L (Quantitative

Forward Genetics はクラッシックな手法で、あるが、trait locus)解析である。 Q T L 法は、量的形質に最近、

length関連する複数の遺伝子座をマツヒ。ング する方

polymorphism)など、の D N A 多型マーカーが多法として新しく登場した (5) 。一般に、行動など

数マッヒ。ング( マウスで約 8000 のマーカーがマの形質は複数の遺伝子が関与する量的形質とSSLP(simplesequence

ツヒ。ングされている) され、また、 マウスの種間 ・してとらえられるが、従来は、このような複数の亜種間交配を利用して詳細な連鎖解析が可能

遺伝子が関与する形質を遺伝子レベルで解析になるなどの連鎖解析技術の進歩やポジ、ンョ

することが閤難で、あった。しかし、最近の分子

ナノレクローニング 技術の進歩、さらに、マウスデ

遺伝学的技術の向上に伴い、高密度な遺伝子ータベースの充実などにより、ネオクラッシック

地図が作出されたことやデータ処理におけると呼ばれる様に Forward G enetics の進展には

統計方法の改良などにより、マウスで Q T L 解 析

著ししものがある。 Forward Genetics を用いたを行うことが可能となった。 Q T L 解析を行った

時計遺伝子へのアプローチは、まず、概日リズ研究はまだわずかであるが、色々な系統を用ムの突然変異を見いだすことからはじまるが、いた Q T L 解析により、時計遺伝子が存在する

現在までに得られた突然変異遺伝子は、化学複数の候補遺伝子座領域が明らかになってく

変異原物質 ( E N U :N・エチノレ・ニトロソ尿素など)るであろう。本稿では、 Q T L 解析に必要な情報を用いて人為的に誘発したものと、自然発症しとして概日リズムに関する遺伝的差について報たものとに分けることができる。前者には、マウ告した論文も含めた。

スの C lock(2) 、Whl(3) があり染色体上へのマッヒ。ング. が完了している。C lock は半優性型のReverse Genetics

遺伝をし、ヘテロ接合体では周期が 24 時間よ特定の遺伝子の機能を欠失させたり、過剰発

り長く( 野生型は 24 時間より短し、) 、ホモ接合体現させたりして遺伝子の機能を個体レベルで、では最初 27・
28 時間 の極端に長い周期を示し解析しようとする Reverse G e n巴ttCS は、遺伝子た後リズムが消失する。 Whl も同様に半優性遺産物の生体内での機能を解析する有効な手段

伝子で、周期が 24 時間より長くなる。また、このとして広く用いられている。概日リズムに関して突然変異マウスは回転行動などの異常行動をも、特定の遺伝子産物を欠失させるノックアウト

示し、さらに光に対する反応性にも異常が認め

マウスを用いた研究がいくつかの研究室で行られる。自然発症した突然変異では、ハムスタ

なわれているが、発表されているものは多くなーで、発見された tau 突然変異遺伝子がある (4) 。

い。この様な、ジーンターゲ ッティング 法は、特定

これは哨乳類で最初に発見された概日リズムの機能分子の生体内での役割を探るうえで有突然変異遺伝子で、野生型のハムスターの周

効な手段となることは間違いないが、一方で、、期はほぼ 24 時間に近いが、この遺伝子をヘテ

せっかく作っても他の遺伝子が機能を代償してロ接合体で、持っと周期が 22 時間となり、ホモ接しまうなどの理由で、表現型が野生型と変わら合体では 20 時間となる。 ωu 突然変異ハムスタ

ないこともよくあると言われている。高等動物のーは、概日リズムの生理機構解明のために利

概日リズムに関しては、今のところ時計遺伝子

q 可E
J A

が分かっていないが、候補遺伝子が見つかれ

for circadian behavio r. Science 264 :719‑

ば、原因遺伝子と見極めるために行う rescue 実

725

験として重要である。

3.Pickard G E，Sollars PJ，Rinchik E M，Nolan

相同遺伝子の検索

behavioral screening for altered circadian

今まで、にクローニングされている時計遺伝子は、

activity identifies the

ショウジョウパエの per 、timeless 、アラピドプシス

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Science 241: 1225 ・1227

において相向性遺伝子の検索を per 遺伝子に5.Crabbe JC ，Belknap J K，Buck K J (1994)

ついて調べた報告がしてつかある。

Genetic animal models of alchohol anddrug abuse. Science 264:1715‑1723

振動体組織における時計関連遺伝子
脊椎動物の概日系は生物時計本体である振A Forward Genetics

動体と、外界からの情報を振動体に伝える入1.遺伝的差( 系統差)

力系、振動体の時間情報を様々な生理リズム

Mouseに発現する 出力系に分けることができる。振動

1. A b e H ，Kida M ，Ts吋iK ，and M a n o T (1989)

体は、種によっても異なるが、一般に、網膜、Fe巴ding cycles entrain circadian rhythms

松果体、視交差上核に存在すると言われていof locomotor activity in C S mice but not inる。本稿では、これらの組織について、概日リ

C 5 7 8 L16J mice. Physiol

ズムに関連する遺伝子や遺伝子発現などを扱ったものをそれぞれの機能分子ごとにまとめ

8ehav 45 :397・

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et 8 A L BI必cBy

0 ， T 討< ada S， Kamiya M ， Sasaki N ，

必
de

由
d巴u山x

匂
li氾
ign
問ee
凶s

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ベ
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stimulation. D e v Brain Res 85:293・・297

suprachiasmatic nucleus. M o l Brain Res

153. Weaver D R ，Rivkees S A ，Reppert S M

12:3 15‑321
160. Chen G ，van den Pol A N (1996) Multiple(1992) D‑1 dopamine rec巴ptors actI vat巴 c‑

fos expression in the fetal suprachiasmatic

NPY

nuclei. Proc Natl Acad Sci U S A 89:920 ト

postsynaptic sites‑inhibition of G A B An‑A Lr巴ceptors

coexist

in

pre‑

and

release in isolated self‑innervating S C N

L‑amino acid decarboxylase in the rat

neurons. J Neurosci 16:7711‑7724

suprachiasmatic

nucleus ・ Immunocyto・

16 1. Chong N W S ，Cagampang F R A ，
Coen C W ，chemistry and in situ hybridization study

Campbell IC ，Powell JF (1996) Rapid

Nippon Ganka Gakkai Zasshi 98:749‑759

identification of novel genes expressed in a168. Ishida N ，Matsui M ，Mitsui Y ，Mishina M

circadian manner in rat suprachiasmatic(1994) Circadian expression of N M D A

nucl 巴.i Neurorepo口7 ・1199・ 1203

receptor m R N A s ，epsilon‑3 and zeta‑1 ，in

162. Denis P ，Dussaillant M ，Nordmann JP ，
Berod A ，Saraux H ，Rostene W
Vasoactive

intestinal

the suprachiasmatic

Neurosci Lett 166 ・211‑215(1993)

peptide/peptid巴169. Kawakami F ，Okamura H ，T a m a d a Y ，histidine isoleucine m R N A in the eye andNakjima T ，Ibata Y (1 995) Changes insuprachi ぉ matic nucl巴us of normal andvasoactlv巴 intestinal peptide m R N A lev巴Is

monocularlyinenucleatedrats.

Graefe'stheratsuprachiasmatic

nucleus

A rchive for Clinical and Expeimental

following p‑chlorophenylalanine (PCPA)

Ophthalmology 231 ・541 ・545

treatment

163. Duncan M J ，Cheng X ，Heller K S (1995)
Photoperiodic exposure and tim巴 of day
modulatethevasopressin
intestinal

expressionmRNA

peptidesuprachiasmatic

170. Larsen PJ ，Vrang N ，Moller M ，Jessop D S ，vasoactive

J D (1994) T h e diumal expression of genesofin

巴ncoding

theofantisens巴

vasopressin

andvasoactive

intestinal peptide within the rat supra‑

Siberianchiasmatic

164. Gannon R L ，R e a M A (1994) In situ
hybridization

conditions

Lightman S L ，Chowdrey H S ，Mikkelsen

mRNA

nucleilightldark

arginine

of

and

under

Neurosci Lett 200: 171 ・ 174

hamsters.M o l Brain Res 32: 181‑186

nucleusisintluencedbycirculating glucocorticoids. M o l Brain Res
342・346
27 ・mRNAoligonucleotides for A M P A ，N M D A and

17 1. Mikkelsen J D ，Larsen PJ (1993) Substancemetabotropic glutamate receptor subtypes:
P in the suprachiasmatic nucleus of the rat

in the rat suprachiasmatic nucleus atAn

different phases ofthe circadian cycle. M o lhybridization study. Histochemistry 100 ・3 ・Brain Res 23 :338‑344

immunohistochemicalandin situ16

165. G a o B ，Moore R Y (1996) Glutamic acid166.

nucleus of rat brain

lesen J D ，Larsen PJ ，Ebling FJP
172. Mikl∞

decarboxylase message isoforms in human(1993)

suprachiasmatic nucleus. J Biol R hythms

aspa巾 te ( N M D A ) receptor m R N A in the

11: 172‑179

rat suprachiasmatic nucleus. Brain Res

GlazerR ， Gozes

1 (1994)

DiumalDistributionofN‑methylD

632:329‑333

oscillation in vasoactive intestinal peptide

173. Nishiwaki T ，Okamura H ，Kanemasa K ，gene expression independent of environ‑

Inatomi T ，Ibata Y ，Fukuhara C ，Inouye S T

mental light entraining. Brain Res 644:

(1995) Differences of somatostatin m R N A

164‑167in the rat suprachiasmatic nucleus underlight‑dark and constant conditions: A n

167. Inatomi T (1994) Expression of aromatic

‑

43 一

analysis

in

by

situ

Brain Reshybridization

180. Rivkees S A ，
Kelley M R (1994) Expression

Neurosci Lett 197:23 ト234
174. Obrietan K ， van den Po1 A N (1996)
Neuropeptide

Ydepresses

639:217‑227of a multifunctional D N A repair en勾Im egene ，apurinic/apyrimidinic endonuclease

GABA‑

mediated calcium transients in developing( A P E; Ref‑1)

suprachiasmatic nuc1eus neurons: a novel

supraoptic

form of calcium 1ong‑term depression. 1

Brain Res 666:137‑142

the suprachiasmatic ，

in

and

paraventricular

nuclei18 1. Rivkees S A，Weaver D R，R 巴ppert S M

Neurosci 16:3521‑3533
175.0'H訂 a B F ，Andretic R ，Heller H C ，Carter(1993)

Circadiananddevelopmental

D B ，Kilduff T S (1995) G A B A ‑ A ，G A B A ‑regulation of Oct・2 gene expression in thec，and N M D A receptor subunit expression

suprachiasmaticin the suprachiasmatic nuc1eus and other598:332‑336

nuclei.

Brain

R es

brain regions. M o 1 Brain Res 28 :239‑250

182.Shinohara K ，
H o n m a S，
Katsuno Y ，Abe H ，

176. Okamura H ，Tanaka M ，K a n e m asa K ，Ban

H o n m a K (1995) T w o distinct oscillators

Y ，Inouye S T，Ibata Y (1995) In situ

in the rat suprachiasmatic nucleus in vitro.

hybridization of vgf m R N A in the rat

Proc Natl Acad Sci U S A 92 ・7396‑7400

suprachiasmatic nuc1eus: Co‑1ocalization

183 . Shinohara K ，Inouye S T (1995) Photic

with vasopressin/neurophysin and VIPIPHI

information coded by vasoactive intestinal

Neurosci Lett 189: 18 ト 184

polypeptide and neuropeptide Y. Neurosci

177. Okamura H ，Kawakami F ，Tamada Y ，Biobehav Rev 19:349・352

Geffard M ，Nishiwaki T ，Ibata Y ，1nouye184. Sollars Pl ，Pickard G E (1995) Vasoactiv巴S T (1995) Circadian change ofVIP m R N A

intestinal peptide efferent projections of

in

the

rat

suprachiasmatic

nucleusthe suprachiasmatic nucleus in anterior

following p‑chlorophenyla1anine (PCPA)

hypothalamic transplants: corre1ation withtreatment in constant darkness. Mol Brainfunctional restoration of circadian behavior

R es 29:358‑364

Exp Neurol 136:1・11

178. Okamura H ，Tanaka M ，K a n e m asa K ，Ban185. Tanaka M ， Okamura H ， Matsuda T ，

Y ，Inouye S T，Ibata Y ，(1994) ln situ

Shigeyoshi Y ，Hisa Y ，Chihara K ，Ibata Y

hybridization histochemistry of vghmlf(1996)

m R N A in the rat suprachiasmatic nucleus:

distinct peptidergic neurona1 group in the

Co‑1ocalization

rat suprachiasmatic nuc1eus: A

physinandwithvasopressin/neuro‑V I P/P H I.

NeurosciLettlabeling

182:181‑184

Somatostatin

in

situ

neurons

hybridization

form

a

doublestudy

Neurosci Lett 215 :119‑122

179. Peters R V ，Zoeller R T，Hennessey A C ，

186. Takeuchi 1，Nagasaki H ，Shinohara K ，

Stopa E G ，Anderson G ，Albers H E (1994)

Inouye S T (1992) A circadian rhythm of

The control of circadian rhythms and thesomatostatin messenger R N A leve1s ，butlevels of vasoactive intestinal peptide

not of vasoactive intestina1 po1ypeptide‑m R N A in the suprachiasmatic nucleus are

peptide histidine

altered in spotaneously hypertensive rats.

R N A levels in rat suprachiasmatic nucleus‑ 44 ‑

iso1eucine messenger

29‑35M o l Brain Res 3 ・
10nnerie R ，
恥Bonnefond C ，187. Tessonneaud A ，Viguier‑Martinez M C (1995) Distributionof arginine‑vasopressin andvasoactive

intestinal peptide messenger R N A in the
suprachiasmatic nucleus of the sheep
Neurosci Lett 191 :5‑8
Uhl

188.

G R ， Reppert

Suprachiasmatic(1986)

S M

vasopressin

nucleusmessenger R N A: circadian variation innormal and 8rattleboro rats. Science 232 :390‑393189. Yang J，Cagarnpang F R A ，N a k ayam a Y ，Inouye S T (1993) Vasoactive intestinal
polypeptide

exhibits

precursor m R N A

diumal variation in the rat suprachiasm atic
nuclei.M o l 8rain R es 20:259 262
司190. Yang‑Jing ，InouyeST (1995) Studies on
circadian rhythms of S S and V I P m R NA in
rat

suprachiasmatic

nucleus.

Acta

Zoologica Sinica 41 :322‑326
Fukuhara C ，Otori Y ，Tominaga K ，
19 1. Yang J，Tokumasu A ，Inouye S T (1 994) D ay‑nightvariation of preprosomatostatin m essenger
R N A level in the suprachiasmatic nucleus.
M o l Cell Neurosci 5:97‑102
8royles 8 ，Earley J，Anderson
192. Zoeller R T ，
E R，Albers H E (1992) Cellular levels of
messenger

ribonucleic

acids

encoding

vasoactive intestinal peptide and gastrin‑releasing

peptideinneuronsof thesuprachiasmatic nucleus exhibit distinct
24・hour rhythms. J Neuroendocrinol 4:
119‑124

A 巳
斗
企

υ

第 1 回 AsiaPacific Pineal Meeting

大石正
国際委員会委員長
奈良女子大・理・生物
第 1 回 AsiaPacific Pineal Meeting が浜松医大の森田之大先生のお世話で、 3 月 2 8 日から 3 1 日 (19 9 7 年) にかけてグ. ランド ホテノレ浜松で、開催されました。この会は、 A. 8. Lern 巴r らによるメラトニン発
見 4 0 周年を記念する意味もあり、意義深いものでした。次のようなセッションが聞かれました。

1 . Retina and M elatonin
2 . Pineal Phototransduction and Photic Regulation
3 . Regulation of Melatonin
4. Poster ‑ 1
5. Melatonin Receptors
6. Effects of Melatonin
7. Poster ‑ 2
8. Melatonin and 8iological Rhythms
9. Melatonin in Humans
A siaPacific とし、う名称がついていましたが、ヨーロツノ切ミらもかなりの参加者があり、 Internationalな雰囲気でした。若い人達も松果体とメラトニンに関する世界の研究者に接して、大変刺激になったようです。

‑ 46 ‑

第 3 回日本時間 生物学会総 会

議長田村康二大会会長挨拶
学会会長挨拶
議題

1 9 9 7 年度大会について
運営委員会からの提案
報告
事務局報告
会計監査報告その他

1 9 9 7 年度大会会長 挨拶
閉会

事務局より

会誌発刊が始まって 3 年目を迎えます。学術は i S C N J を取り上げ、山口大の井上先生に取刊行物の指定を受けることができて、郵送に伴り纏めをお願いしてあります。同種の企画またう費用の軽減ができました。しかし、そのためには、個別記事でも歓迎ですので、会誌充実の

会誌の内容充実が要求されています。その第ために積極的な投稿をお待ちしています。な

一弾として、総説記事を掲載していくことにして、

お、会誌に掲載した記事の大部分は表紙に記

お忙しいところを無理にお願いして今回の「時載しであります本学会のホームベージの中でも計遺伝子」号ができました。筆者の先生には大公開しています。

変感謝しています。第二弾として、 4 巻 1 号で必r 斗
D ‑