体内時計のメカニズム 生細胞で捉え解明へ

不登校児童生徒やネット依存などで起こる昼夜逆転は、体内時計によるリズムがうまく働かない状態を表す。東邦大学医学部の田丸輝也講師(細胞生理学分野)と東京大学大学院理学研究科の小澤岳昌教授(化学専攻)の研究チームは、マウスの皮ふ、脳、肝臓などの細胞・組織を用いた研究で、ほ乳類の体内時計を駆動する日周性酵素活性の振動メカニズムを解明した。

研究チームは、体内時計の中核分子である時計タンパク質の一種CRYが、タンパク質リン酸化という酵素反応の周期的抑制によって、日周性リン酸化振動を生むのを発見。生細胞におけるタンパク質機能の日周性リズムをリアルタイムで捉えるのに成功した。

体内時計によって1日の経過を知る「概日リズム(サーカディアンリズム)」がうまく機能しないと、昼夜を認知して覚せい・活動・睡眠といった1日のリズム(日周)をうまくとれなくなる。

今後、研究によって明らかになった日周性酵素活性の振動システムをターゲットに、正常に働かなくなった体内時計の調整法が開発される可能性が高くなった。

サーカディアンリズムが正常に働かなくなる現象は、ジェット機で長距離を移動した後に起こる「ジェットラグ」でも、よく見られる。これによって睡眠障害が引き起こされる。睡眠障害は、最近の研究では、糖尿病や循環器系の疾患などにも関連する。

全身の細胞で時を刻む体内時計は、ゲノム遺伝子の約10%に相当するさまざまな生理機能に日内リズムをもたらす。体内時計の調整法が進めば、さまざまな健康問題や、疾患の予防、改善、治療にもつながる。

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