学術奨励賞受賞者論文

概日リズム研究人生のはじまりとこれから

小野大輔✉
名古屋大学環境医学研究所

概日リズム研究との出会いはできないが、何とか理解をしようと必死で書かれ学部４年の時、私は卒業研究で「あくび」と「覚ている事を吸収していった。この「朝の本読み」な醒」の関係についてテーマを与えられた。ガラス電くしては今の研究スタイルはできていなかっただろ

極を脳に挿入し、薬剤を投与しながら脳波・筋電う。もっとも重要かつ貴重な時間であったと言え図・心拍などを計測し、覚醒度を麻酔下で評価するる。

ものだった。私はこの研究内容に魅力を感じ取れず幸運なことに、研究室ではその頃発光レポーター

大学院ではもっと面白い事ができる所に行こうと考を用いた遺伝子発現計測が立ち上がったばかりであえた。いくつか調べるとすぐに「北大」「本間」「概り、私はPer1-lucマウスを用いた視交叉上核からの日リズム」というキーワードが目に入ってきた。そ遺伝子発現のリアルタイム計測系を使う事ができの時私はここで面白いことが出来るのではないかとた。それと並行して、本間さと先生、白川哲夫先思った。そして大学４年の2003年の夏に本間研一、生、中村渉先生がすでに構築してくださった多電極本間さと先生の研究室に見学に行ったのである。こディッシュを用いた神経発火の計測系が自由に使えの時のことを今でも映像で頭の中に記憶されている環境であったことから、視交叉上核のリズム研究る。この日が概日リズム研究に出会った日でもあっにのめりこんで行った。そして2005年の修士の二年た。 ち ょ う ど そ の 時、 北 大 で は 第 一 回World目で本受賞の原点となる“場”に出くわす事になる。

congress of chronobiologyが開催されており、本間

私は、さと先生から“Cry double KO (CryDKO) マ研一先生が“時間があれば見ていったらいいよ”とウスに視交叉上核から神経発火を計測するように”言ってくださり、初めて学会というものに触れた。と指示を受けた。当時CryDKOマウスはリズムがな

内容はまったく理解はできなかったが、何かすごいいという事が定説で [6-10]、私自身この実験にどれことが行われている雰囲気だけは強く感じた。私もほどの価値があるのか半信半疑であった。言われるいつかこんな場に立てるのだろうかと思ったのを覚がまま実験をしていくと、どうも信じがたいデータえている。

が出ている事に気が付く。リズムがないと言われているCryDKOマウス視交叉上核に、神経発火リズム

修士課程での研究
2004年4月から正式に修士の学生として、「本間研」で研究を始めた。私は研究室に入ってすぐ「仮がみられたのである。しかしそんな事はないはずであろうという勝手な思い込みで、私はデータを取っただけで修士課程を終える事となる。

説」を立てて研究を行う基本を本間研一先生から学んだ。それに加え、本間研一先生、さと先生からは空白の２年間「リズム」の基本を学んだ。毎朝８時に研一先生が修士課程を終える半年前あたりから、研究者にな研究室にやってきて、Pittendrigh and Daanらの書るには海外での研究経験が必要であるという考えがいた1976年のリズム研究のバイブルと言っても過言でてきた。だとしたら博士号をアメリカで取ればいでない論文を一つ一つ解説をしてくださるのである

いのではないかという、今思えばなんとも無謀な事[1-5]。朝早くからという事に加え、難解な論文といを考えたと思う。私は思い立ったら行動に移すタイ

う事も重なり時にはうとうとしてしまった事も否定

プのようで、視交叉上核の研究で活躍されている✉dai-ono@riem.nagoya-u.ac.jp
時間生物学

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Erik Herzog博士の所にemailを送った。すぐに返事表をされたが、私自身は同年のストラスブールで開がきて、大学院の試験に合格したら入学可能な事、催されたEBRSでこれらのデータを発表した。そのそして入学したらある程度の給料がでるという事を年の暮れに論文を投稿したがそこからが長かった。

言われた。私はここに行くしかないと思った。この事を研一先生、さと先生に相談したのだが、このタ査読者との戦いから学んだことイミングでなくてもいいのではないかというご意見論文を投稿して、査読者からのコメントが届いをいただいた。私が逆の立場だったら同じことをた。コメントがぎっしりと書かれたメールが送られ言ったと思う。しかし私の強い意志を感じられた両てきた。追加実験を行い、一つ一つ丁寧に対応すれ教授は、最後には快く送り出してくださった。そしば何とかなるのだと信じ、時間をかけてrevise実験て2006年にアメリカに旅立った。

を始めていった。この間、研一先生、さと先生と3

アメリカに行って一番感じたことは、あまりにも人でよく週末にデータについてのディスカッション自分の英語能力が低いという事だった。また文化もを行ったことを覚えている。得られたデータを客観

日本とは異なり、１，２か月は精神的にも辛かった的にとらえ、考えられるメカニズムは何だろうか、が、少しずつ英語が使える事を実感するとそれもどのような実験や解析を行えばそれらを証明する事徐々に和らいでいった。といえども大学院に入るにが可能かを議論した。時には朝から始まり途中でごはTOEFLだ け で な くGRE (Graduate Record

飯を食べ、夜にまで及んだこともあった。研一先生Examinations) という試験を受けて、ある一定以上はよく問題を整理して考える為に、モデル図を書いのスコアが必要であった。当時の予定では試験にパてくださる。これを見るとその当時の事を思い出スし2007年から大学院のPh.D.コースに入ることにす。考えを形にするのは明確な道筋が頭の中にできなっていたが、2007年の春あたりには試験にパスでていないと描けない。これは私の宝物としてとってきるレベルに至ってなかった事、また経済的にもこある（図１）。サイエンスはみな平等に意見を言えれ以上いられないという事もあり、アメリカの大学る場である。研一先生、さと先生は私がめちゃく院を断念した。

ちゃな意見を言っている時でも、きちんと耳を傾け帰国の決断をした2007年の6月に研一先生、さとてくださり時間をかけて議論をしてくださった。こ

先 生 に も う 一度研究をさせていただけない か との姿勢には本当に感謝している。私もこのようなボemailを送った。すぐに返信があり、“本間です。

スになりたいと思う。

待っています。10月から一緒に研究しましょう。”と一行だけのメッセージを受け取った。たった一行
だが私の心に突き刺さるほど鋭く、ずっしりと重い言葉だった。この空白の２年を経て2008年4月から北大の博士課程に入ることになった。
博士課程での研究の再開
アメリカから帰ってきて研究を再開する事になったわけだが、一つやりかけのデータが残っていた。
CryDKOマウスの神経発火リズムである。もしこれが事実であれば大変な事である。私は2005年から止まっていた実験を再開する事にした。私の実験の腕は衰えもなくすぐにデータは取れ、やはりCryDKOマウスの視交叉上核からは明瞭な神経発火リズムがみられたのである。私はGenotypingも間違いないか何回も確認をした。その後すぐにデータをまとめ論文にしようという事で研一先生、さと先生と議論を重ね論文投稿に向けて進めていった。ちなみにこのデータを初めて学会で発表したのは、2009年のゴードンカンファレンスで、その時はさと先生が発
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図１：本間研一先生がディスカッションで書いてくださったモデル図の一つ。この図をもとにリズムについての様々な議論を行った。

当時査読者からはかなりの多くのコメントをもワーとのやり取りをしている間、最終的にHastingsらった。それに対して何倍もの議論を重ね研究を進らが先に論文を世の中に出して[12]、私たちは先をめたことが、私にとって「リズム学」の基本のほと越されてしまった。

んどを学んでいたことになっていた。特にリズムのしかし彼らの論文でも問題は解決されていなかっ概念だけでなく、リズム解析については様々な論文た。CryDKOマウスの行動にはリズムがないにも関を調べ、多数のリズム解析法を学んだ。少なくともわらず、なぜ視交叉上核にはリズムがあるのかとい

この時の経験はその後の論文投稿に生きた。またこう事である。実験系をよく考えてみると一つの可能の時の経験が現在のリズム研究の自信にもつながっ性が浮かび上がった。それは使われているマウスのている。

ageである。スライス培養はこれまで生後まもない新生児を用いる事が多かった。だとしたら、ageを論文受理に至るまで変えて視交叉上核のリズムを計測したら、“ある時論文を投稿してはrejectを何回も繰り返し、最終期でリズムが消失するのではないか”と考え、私は的に受理されるまでに3年半かかった。その間様々すぐに実験を行った。生後1, 7, 14, 21日から視交叉な実験や解析結果を加え、論文は膨大なデータに上核を取り出し、Lumicycleで発光を計測すると私なっていた[11]。実験開始時は、多電極ディッシュの予想通りの結果が得られた。この時私は何とも言とPer1-lucマウスを用いてCryDKOマウス視交叉上えない感覚を得た。これを得る為に研究をやってい核からの神経発火リズムとPer1発現リズム計測をると言ってもいいのかもしれない。CryDKOの視交行っていた。それらのデータをひっさげて2010年の叉上核のリズムは、生後1, 7日あたりまではロバス

SRBRで発表することにした（図２）。

トなリズムがみられるが、生後14日以降は、ダンピングしリズムが消失した。1細胞レベルでみると、個々の細胞のリズムの脱同調の結果、全体としてリズムが消失する事を明らかにした [11]。このように私の博士課程は査読者との戦いの毎日であった。1
本の論文を出すのにいくつものrejectメールをもらい、精神的にもくじけそうにもなった。研一先生、さと先生の支えがなかったら、どこかの時点であきらめていたと思う。本当に感謝している。
学位取得後学位取得後は、CryDKOのマウス視交叉上核のリ

図 ２：2010年 に 開 催 さ れ たSRBRの 夜 の 飲 み会。毎晩夜遅くまで議論が繰り広げられた。左から５番目が筆者。

ズム消失の分子メカニズムに踏み込んだ研究を報告すると同時に[13]、光ファイバーを用いたin vivo遺伝子発現計測の実験系を立ち上げ論文をまとめる事ができた[14,15]。また視交叉上核からの多機能同時

しかし出発前に衝撃的な事実に出くわす事にな

計測系を立ち上げ、発光イメージングだけでなく蛍る。 ア ブ ス ト ラ ク ト を 眺 め て い る と、「Cellular

光イメージングを組み合わせた計測システムを報告

circadian peacemaking in the SCN of

した[16,17]。このように北大時代に複数の研究成果

Cryptochrome deﬁcient mice」というタイトルがを出すことが出来たのは、私が所属していた光バイ目に飛び込んできたのである。イギリスのHastings

オイメージング部門や時間医学講座の多くの方々に博士のグループであった。これを見たとき、半分は恵まれていたからだと思う。私は幸せ者である。

“焦 り”が あ っ た が、 半 分 は“や は り 間 違 っ て い な
かったか”という気持ちだった。CryDKOの視交叉

これからの方向性

上核にリズムがあることは、実際実験を行った自分

2016年4月からは名古屋大学・環境医学研究所のですら信じられない事だったからであり、当事者で山中章弘教授の下、概日リズムと睡眠の融合研究をない他の研究者にとってはまったく受け入れがたいスタートさせた。睡眠・覚醒と概日時計は密接に関事であるのは当然である。不運なことにレビューわっている事は誰もが否定できないが、この両研究

時間生物学

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分野は別学問のように走っており大きな融合は少な

4:1666 (2013)

いように感じる。概日リズム研究では、輪回し運動

12) Maywood ES, Chesham JE, O'Brien JA,

や自発運動の時系列データからリズムを計測・解析

Hastings MH: Proc Natl Acad Sci USAする一方、睡眠研究では、脳波・筋電図の計測デー

108:14306-14311 (2011)

タから、覚醒・REM/NREM睡眠を判定する。つまりお互いに関連があるものの、時間的に異なる別の側面を見ているわけである。私はここ数年をかけて、睡眠・覚醒がいかにして概日時計により制御されているかを明らかにしていきたい。特にこれまで視交叉上核のみを扱ってきたリズム研究者として、視交叉上核のリズムがどのように睡眠覚醒を制御しているかという問いに対する回答を導き出したい。

13) Ono D, Honma S, Honma K: Sci Adv 2:e1600960(2016)
14) Ono D, Honma K, Honma S: Sci Rep 5:12310(2015)
15) Ono D, Honma S, Honma K: Eur J Neurosci
42:3128-3137 (2015)16) Enoki R, Ono D, Kuroda S, Honma S, Honma K:Sci Rep 7:41733 (2017)17) Ono D, Honma S, Nakajima Y, Kuroda S,

おわりに

Enoki R, Honma K: Proc Natl Acad Sci USA

このたびは日本時間生物学会奨励賞という名誉ある賞を受賞することができ、これまで多大なるご指導をしてくださった北海道大学の本間研一教授、本間さと教授に心から感謝いたします。両教授と過ごした時間はとても貴重なものでした。今後は北大で学んだことを私が次世代に伝えていきたいと思います。私が所属していた、北海道大学の旧第一生理のみなさま、光バイオイメージング部門、時間医学講座のみなさま、その他学外の多くの先生方に感謝申し上げます。最後に、ここまで私を育ててくださった両親と、どんな時もそばにいてくれる妻に感謝いたします。
参考文献
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6)van der Horst GTJ et al. : Nature 398:627-630(1999)

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10) Liu AC et al.: Cell 129:605-616 (2007)11) Ono D, Honma S, Honma K: Nat Commun
時間生物学─ 24 ─Vo l . 23 , No . 1（ 2 0 1 7 ）114:E3699-E3708 (2017)