所属
大学院生命農学研究科 動物科学専攻 動物科学 准教授
大学院担当
大学院生命農学研究科
学部担当
農学部 資源生物科学科
職名
准教授
連絡先
オオカワ ニシワキ タエコ
大川（西脇） 妙子
OHKAWA-NISHIWAKI, Taeko
学位 1
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博士（理学） （ 1998年3月 総合研究大学院大学 ）
研究分野 4
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ライフサイエンス / 機能生物化学
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その他 / その他 / 時間生物学
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ライフサイエンス / 細胞生物学
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ライフサイエンス / 動物生理化学、生理学、行動学
学歴 1
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総合研究大学院大学 生命科学研究科 分子生物機構論専攻
- 1998年3月
国名： 日本国
所属学協会 4
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日本時間生物学会 評議員 編集委員
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日本生化学会
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日本生物物理学会
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東海畜産学会 評議員
2017年4月 - 現在
論文 37
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Nambo, M; Nishiwaki-Ohkawa, T; Ito, A; Ariki, ZT; Ito, Y; Kato, Y; Yar, M; Yim, JCH; Kim, E; Sharkey, E; Kano, K; Mishiro-Sato, E; Okimura, K; Maruyama, M; Ota, W; Furukawa, Y; Nakayama, T; Kobayashi, M; Horio, F; Sato, A; Crudden, CM; Yoshimura, T
COMMUNICATIONS MEDICINE 4 巻 ( 1 ) 頁： 152 2024年8月
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Level of constitutively expressed BMAL1 affects the robustness of circadian oscillations 査読有り
Padlom, A; Ono, D; Hamashima, R; Furukawa, Y; Yoshimura, T; Nishiwaki-Ohkawa, T
SCIENTIFIC REPORTS 12 巻 ( 1 ) 頁： 19519 2022年11月
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Regulation mechanisms of the dual ATPase in KaiC 査読有り
Furuike, Y; Mukaiyama, A; Koda, SI; Simon, D; Ouyang, DY; Ito-Miwa, K; Saito, S; Yamashita, E; Nishiwaki-Ohkawa, T; Terauchi, K; Kondo, T; Akiyama, S
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 119 巻 ( 19 ) 頁： e2119627119 2022年5月
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Modulation of circadian clock by crude drug extracts used in Japanese Kampo medicine
Zhang, MH; Kobayashi, K; Atsumi, H; Katada, Y; Nakane, Y; Chen, JF; Nagano, R; Kadofusa, N; Nishiwaki-Ohkawa, T; Kon, N; Hirota, T; Sato, A; Makino, T; Yoshimura, T
SCIENTIFIC REPORTS 11 巻 ( 1 ) 頁： 21038 2021年10月
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Okimura, K; Nakane, Y; Nishiwaki-Ohkawa, T; Yoshimura, T
SCIENTIFIC REPORTS 11 巻 ( 1 ) 頁： 1843 2021年1月
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Seasonal changes in NRF2 antioxidant pathway regulates winter depression-like behavior
Nakayama, T; Okimura, K; Shen, J; Guh, YJ; Tamai, TK; Shimada, A; Minou, S; Okushi, Y; Shimmura, T; Furukawa, Y; Kadofusa, N; Sato, A; Nishimura, T; Tanaka, M; Nakayama, K; Shiina, N; Yamamoto, N; Loudon, AS; Nishiwaki-Ohkawa, T; Shinomiya, A; Nabeshima, T; Nakane, Y; Yoshimura, T
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 117 巻 ( 17 ) 頁： 9594 - 9603 2020年4月
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Casein kinase 1 family regulates PRR5 and TOC1 in the Arabidopsis circadian clock
Uehara, TN; Mizutani, Y; Kuwata, K; Hirota, T; Sato, A; Mizoi, J; Takao, S; Matsuo, H; Suzuki, T; Ito, S; Saito, AN; Nishiwaki-Ohkawa, T; Yamaguchi-Shinozaki, K; Yoshimura, T; Kay, SA; Itami, K; Kinoshita, T; Yamaguchi, J; Nakamichi, N
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 116 巻 ( 23 ) 頁： 11528 - 11536 2019年6月
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Identification of circadian clock modulators from existing drugs
Tamai, TK; Nakane, Y; Ota, W; Kobayashi, A; Ishiguro, M; Kadofusa, N; Ikegami, K; Yagita, K; Shigeyoshi, Y; Sudo, M; Nishiwaki-Ohkawa, T; Sato, A; Yoshimura, T
EMBO MOLECULAR MEDICINE 10 巻 ( 5 ) 2018年5月
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Combination of synthetic chemistry and live-cell imaging identified a rapid cell division inhibitor in Tobacco and Arabidopsis thaliana 査読有り
Nambo M, Kurihara D, Yamada T, Nishiwaki-Ohkawa T, Kadofusa N, Kimata Y, Kuwata K, Umeda M, Ueda M
Plant and Cell Physiology 57 巻 ( 11 ) 頁： 2255-2268 2016年8月
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Molecular basis for regulating seasonal reproduction in vertebrates 招待有り 査読有り
Nishiwaki-Ohkawa T, Yoshimura T
Journal of Endocrinology 229 巻 頁： R117-R127 2016年4月
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Electrochemical Detection of Circadian redox rhythm in cyanobacterial cells via extracellular electron transfer. 査読有り
1. Nishio, K., Pornpitra, T., Izawa, S., Nishiwaki-Ohkawa, T., Kato, S., Hashimoto, K., and Nakanishi, S.
Plant Cell Physiology 2015年5月
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C-H activation generates period-shortening molecules that target Cryptochrome in the mammalian circadian clock. 査読有り
Oshima, T., Yamanaka, I., Kumar, A., Yamaguchi, J., Nishiwaki-Ohkawa, T., Muto, K., Kawamura, R., Hirota T., Yagita, K., Irle, S., Kay, S.A., Yoshimura, T., and Itami, K.
Angewandte Chemie International Edition 2015年5月
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Tissue-specific post-translational modification allows functional targeting of thyrotropin. 査読有り
Ikegami, K., Liao, X.-H., Hoshino, Y., Ono, H., Ota, W., Ito, Y., Nishiwaki-Ohkawa, T., Sato, C., Kitajima, K., Iigo, M., Shigeyoshi Y., Yamada, M., Murata, Y., Refetoff, S and Yoshimura T.
Cell Reports 9 巻 ( 3 ) 頁： 801-809 2014年11月
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Exchange of ADP with ATP in the CII ATPase domain promotes autophosphorylation of cyanobacterial clock protein KaiC 査読有り
Taeko Nishiwaki-Ohkawa, Yohko Kitayama, Erika Ochiai, and Takao Kondo
Proceedings of National Academy of Sciences of USA 111 巻 頁： 4455-4460 2014年3月
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Regulation of seasonal reproduction by hypothalamic activation of thyroid hormone. 査読有り
Shinomiya A., Shimmura T., Nishiwaki-Ohkawa, T., Yoshimura T
Frontiers in Endocrinology 2014年2月
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Intersubunit communications within KaiC hexamers contribute the robust rhythmicity of the cyanobacterial circadian clock. 査読有り
Kitayama Y., Nishiwaki-Ohkawa T., Kondo T.
Microbial Cell 1 巻 頁： 67-69 2014年1月
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KaiC intersubunit communication facilitates robustness of circadian rhythm in cyanobacteria 査読有り
Kitayama Y., Nishiwaki-Ohkawa, T., Sugisawa Y. Kondo T
Nature Communications 2013年12月
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Circadian autodephosphorylation of cyanobacterial clock protein KaiC occurs via formation of ATP as intermediate 査読有り
Nishiwaki, T., Kondo, T.
The Journal of Biological Chemistry 287 巻 頁： 18030-18035 2012年
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Dual KaiC-based oscillations constitute the circadian system of cyanobacteria.
Kitayama, Y., Nishiwaki, T., Terauchi, K., Kondo, T.
Genes and Development 22 巻 頁： 1513-1521 2008年
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シアノバクテリア概日時計蛋白質KaiCのリン酸化
大川(西脇)妙子
生化学 80 巻 頁： 833-838 2008年
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A sequential program of dual phosphorylation of KaiC as a basis for circadian rhythm in cyanobacteria. 査読有り
Nishiwaki, T., Satomi, Y., Kitayama, Y., Terauchi, K., Kiyohara, R., Takao, T., Kondo, T.
26 巻 頁： 4029-4037 2007年
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ATPase activity of KaiC determines the basic timing for circadian clock of cyanobacteria. 査読有り
Terauchi, K., Kitayama, Y., Nishiwaki, T., Miwa, K., Murayama, Y., Oyama, T., Kondo, T.
Proceedings of National Academy of Sciences of USA 104 巻 頁： 16377-16381 2007年
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Cyanobacterial circadian pacemaker: Kai protein complex dynamics in the KaiC phosphorylation cycle in vitro. 査読有り
Kageyama H., Nishiwaki, T., Nakajima, M., Iwasaki, H., Oyama, T., Kondo, T.
Molecular Cell 23 巻 頁： 161-171 2006年
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シアノバクテリアの概日時計システム−時計遺伝子の転写・翻訳フィードバック制御とリン酸化振動のリズム 査読有り
大川(西脇)妙子、岩崎秀雄
医学のあゆみ 216 巻 頁： 238-242 2006年
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Reconstitution of circadian oscillation of cyanobacterial KaiC phosphorylation in vitro. 査読有り
Nakajima, M., Imai, K., Ito, H., Nishiwaki, T., Murayama, Y., Iwasaki, H., Oyama, T. and Kondo T.
Science 308 巻 頁： 414-415 2005年
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Role of KaiC phosphorylation in the circadian clock system of Synechococcus elongatus PCC7942 査読有り
Nishiwaki, T., Satomi, Y., Nakajima, M., Lee, C., Kiyohara, R., Kageyama, H., Kitayama, Y., Temamoto, M., Yamaguchi, A., Hijikata, A., Go, M., Iwasaki, H., Takao, T., Kondo T.
Proceedings of National Academy of Sciences of USA 101 巻 頁： 13927-13932 2004年
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Circadian rhythms in the synthesis and degradation of a master clock protein KaiC in cyanobacteria. 査読有り
Imai, K., Nishiwaki, T., Kondo, T. and Iwasaki, H.
The Journal of Biological Chemistry 279 巻 頁： 36534-36539 2004年
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KaiB functions as an attenuator of KaiC phosphorylation in the cyanobacterial circadian clock system. 査読有り
Kitayama, Y., Iwasaki, H. Nishiwaki, T. and Kondo, T.
EMBO Journal 22 巻 頁： 2127-2134 2003年
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KaiA-stimulated KaiC phosphorylation in circadian timing loops in cyanobacteria.
Iwasaki, H., Nishiwaki, T. , Kitayama, Y., Nakajima, M, and Kondo, T.
Proceedings of National Academy of Sciences of USA 99 巻 頁： 15788-15793 2002年
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Nucleotide binding and autophosphorylation of the clock protein KaiC as a circadian timing process of cyanobacteria. 査読有り
Nishiwaki, T., Iwasaki, H., Ishiura, M. and Kondo, T.
Proceedings of National Academy of Sciences of USA 97 巻 頁： 495-499 2000年
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Characterizaion and developmental regulation of proteoglycan-type protein tyrosine phosphatase ζ/ RPTPβ isoforms. 査読有り
Nishiwaki, T., Maeda, N., Noda, M.
Journal of Biochemistry 130 巻 頁： 458-467 1998年
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Characterization of rat receptor-like protein tyrosine phosphatase γ isoforms. 査読有り
Shintani, T., Maeda, N., Nishiwaki, T., Noda, M.
Biochemical and Biophysical Research communications 239 巻 頁： 410-425 1997年
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6B4 proteoglycan/ phosphacan, and extracellular variant of receptor-like protein-tyrosine phosphatase ζ/RPTPβ, binds pleiotrophin/ heparin-binding growth associated molecule (HB-GAM). 査読有り
Maeda, N., Nishiwaki, T., Shintani, T., Hamanaka, H. and Noda, M.
The Journal of BIological Chemistry 271 巻 頁： 21446-21452 1996年
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Differences of somatostatin mRNA in the rat suprachiasmatic nucleus under light-dark and constant dark conditions: an analysis by in situ hybridization. 査読有り
Nishiwaki, T., Okamura, H., Kanemasa, K., Inatomi, T., Ibata, Y., Fukuhara, C., Inouye, S-I.T.
Neuroscience Letters 197 巻 頁： 231-234 1995年
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Circadian change of VIP mRNA in the rat suprachiasmatic nucleus following p-chlorophenylalanine (PCPA) treatment in constant darkness. 査読有り
Okamura, H., Kawakami, F., Tamada, Y., Geffard, M., Nishiwaki, T., Ibata, Y. Inouye, S-I.T.
Molecular Brain Research 29 巻 頁： 358-364 1995年
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Multiple receptor-like protein tyrosine phosphatases in the form of chondroitin sulfate proteoglycan. 査読有り
Maeda, N., Hamanaka, H., Shintani, T., Nishiwaki, T., Noda, M.
FEBS Letters 354 巻 頁： 67-70 1994年
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Emergence of VIP rhythmicity following somatostatin depletion in the rat suprachiasmatic nucleus. 査読有り
Fukuhara, C., Nishiwaki, T., Cagampang, F.R.A., Inouye, S-I.T.
Brain Research 645 巻 頁： 343-346 1994年
書籍等出版物 1
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Circadian Rhythms in Bacteria and Microbiomes 査読有り 国際共著
Taeko Nishiwaki-Ohkawa（ 担当： 共著 , 範囲: Roles of Phosphorylation of KaiC in the Cyanobacterial Circadian Clock.）
Springer 2021年6月 （ ISBN:978-3-030-72158-9 ）
科研費 7
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研究課題/研究課題番号：24H00058 2024年4月 - 2029年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(S)
吉村 崇, 西脇妙子, 中山 友哉
担当区分：研究分担者
クサフグやサンゴは満月や新月に一斉に産卵する。また動物の繁殖、渡り、冬眠は特定の季節に行われる。人類は有史以来、これら神秘的な動物の営みに魅了されてきた。これらの営みは約半月、約１年という24時間よりも長い周期のインフラディアンリズムを刻む時計機構、すなわち概半月時計、概年時計に支配されているが、それらの仕組みは謎に包まれている。研究代表者は最近、明瞭な概半月リズム、概年リズムを示す動物に着目することで、概半月遺伝子、概年遺伝子を同定することに成功した。本研究ではインフラディアンリズムの設計原理を明らかにし、月相と季節に支配される生理機能や疾患を化学遺伝学とゲノム編集で理解し、制御する。
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過渡応答解析による概日時計の転写・翻訳フィードバックループモデルの再検討
研究課題/研究課題番号：23K05751 2023年4月 - 2026年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(C)
西脇妙子
担当区分：研究代表者
配分額：4680000円 （ 直接経費：3600000円 、 間接経費：1080000円 ）
睡眠覚醒、体温、ホルモン分泌などの様々な生理活性は、約24時間周期の概日リズムを示すことが知られている。このリズムは生物が昼夜の環境変動に適応するために重要であり、体内時計（概日時計）によって駆動されている。概日時計のリズム発振機構は、概日時計遺伝子産物（概日時計タンパク質）が自身をコードするmRNAの転写を抑制する、転写・翻訳のネガティブフィードバックループモデルにより理解されているが、近年このモデルを支持しない現象も報告されている。またこのモデルは、リズムの周期がなぜ約24時間になるかは十分に説明できない。本研究では定量的な実験と数値解析によりモデルの検証と周期決定機構の解明に取り組む。
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研究課題/研究課題番号：19H05643 2019年6月 - 2024年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(S)
吉村 崇, 西脇妙子, 中山 友哉, 四宮愛, 中根 右介
担当区分：研究分担者
動物は日照時間や温度の変化を感知し、様々な生理機能や行動を変化させることで、環境の季節変動に巧みに適応している。カレンダーを持たない動物がこれを成し遂げる仕組みは謎である。本研究では洗練された季節適応能力を持ち、緯度によって遺伝的に異なる季節適応戦略を身に着けたメダカをモデルとして、動物の季節適応戦略を解明する。また冬季にうつ病を発症する冬季うつ病の発症機構は不明である。本研究では冬季のうつ様行動の発現機構を解明するとともに、これを制御する分子を開発する。
生物をとりまく環境は季節に応じて劇的に変化する。生物は毎年繰り返される日長、温度、降水量などの環境の季節変化により良く適応するために、外界の変化を感知し、繁殖、渡り、冬眠などの生理機能や行動を制御している。ヒトも例外ではなく、代謝、免疫機能、気分、病気のリスクなどが季節によって変化する。本研究では洗練された季節応答性を示すだけでなく、生息地域の緯度によって遺伝的に異なる季節適応能を示すメダカをモデルとすることで、動物の季節適応の遺伝基盤を解明するとともに、摂食、代謝、繁殖活動などの生理機能の年周リズムを支える分子基盤を明らかにすることを目的とした。さらに冬季のうつ様行動の発現機構を解明し、それを克服する分子を開発することを目的とした。令和4年度は臨界日長をつかさどると考えられる候補遺伝子の変異体を作出し、表現型解析を開始した。臨界温度の制御機構に関しては臨界温度が異なる2集団の遺伝解析と遺伝子発現解析から見出した候補遺伝子産物が、温度によって液-液相分離することで臨界温度が規定されている可能性を見出し、解析を進めている。また臨界日長、臨界温度の異なる2集団を、冬の環境が厳しい函館の半自然条件下に暴露して共通圃場実験を実施した結果、北の集団では南の集団に比較して、臨界日長、臨界温度の違いによって繁殖の開始時期が遅れることを明らかにした。また全身の様々な組織における季節適応機構を明らかにするために、アカゲザルの全身組織の1年間のトランスクリプトーム解析を実施し、様々な組織で年周リズムを刻む遺伝子を同定するとともに、それらの年周リズムを刻む転写因子を同定した。さらにこの季節適応制御転写因子についてノックアウトマウスを作成し、表現型解析を開始した。また、冬季のうつ様行動を支配する遺伝子を化学遺伝学の手法から同定することに成功した。
臨界日長、臨界温度の制御機構の解明については、当初の計画通り、候補遺伝子の絞り込みに成功し、それら候補遺伝子の変異体の機能解析も進めており、順調に研究が進んでいる。年周リズムの駆動原理の解明についても空間的トランスクリプトーム解析、一細胞RNA-seq解析、バイオインフォマティクス解析が終了しており、当初の計画どおりの進展がみられている。また当初の計画を上回り、アカゲザルの全身の80組織に由来する1年間の924個の時系列サンプルについての網羅的トランスクリプトーム解析も終了し、全身組織で季節変動する遺伝子を同定することに成功している。さらに各組織に共通する季節変動遺伝子を制御すると考えられる転写因子についてノックアウトマウスの作出を完了し、表現型解析にも着手している。冬季のうつ様行動を改善する化合物の開発についても化学遺伝学の手法から新たな創薬標的タンパク質を同定し、化合物スクリーニングの系を立ち上げている。
臨界日長の制御機構の解明については、候補遺伝子の変異個体について、機能解析が終わり次第、論文をまとめて発表する。臨界温度の制御機構の解明については、これまでの解析によって候補タンパク質が温度依存的に液―液相分離(LLPS)することで臨界温度を規定している可能性が示唆されているので、温度依存的なLLPSの機能解析を引き続き検討し、それらの解析が終わり次第、論文を発表する。年周リズムの制御機構の解明については、解析が完了しており、現在論文を準備中であるので、論文が完成し次第、投稿する。アカゲザルの全身組織の網羅的トランスクリプトーム解析についても解析が順調に進んでおり論文も執筆中である。鍵となる転写因子のノックアウトマウスの表現型解析が終わり次第、論文を発表する予定である。冬季のうつ様行動を制御する化合物の探索については、新たに発見した創薬標的のハイスループットスクリーニングで新規な化合物を同定する。 -
概日時計調節化合物の新規標的探索法の開発と周期・位相制御機構の解明
研究課題/研究課題番号：19H03178 2019年4月 - 2022年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
西脇妙子
担当区分：研究代表者
配分額：17810000円 （ 直接経費：13700000円 、 間接経費：4110000円 ）
生物は昼夜の環境変化への適応に概日時計を利用しており、様々な生理機能は概日時計に制御され約１日周期で活性が変動する。また概日時計は光により時計の時刻（位相）を調節できる。現在、周期が約1日になる仕組みや位相調節の機構についてはほとんど明らかになっていない。これまでに周期や位相を変化させる化合物が数多く得られており、これらが細胞内のどのタンパク質を標的として効果を示すのかが解明されれば、問題解決の手がかりになると期待される。本研究では、現行の手法の弱点をふまえた新たな手法を開発し化合物の標的同定に利用するとともに、得られた結果を数理生物学の専門家と共同で解析し、周期や位相の調節機構を理解する。
遺伝学的手法による標的同定については、ゲノムワイドノックアウトライブラリーをヒト二倍体細胞株に導入し、約3,000クローンのリズムを測定した。その結果約0.5%のクローンにおいて概日リズムの周期や振幅の変化が観察された。今後は化合物の非存在化、および存在化において測定を行い、化合物に対する応答が野生型と異なる細胞を単離し化合物の標的同定を目指す。また本手法により、新規概日時計遺伝子を同定できる可能性もある。
概日リズムの周期を短縮する化合物ピクロトキシニンの誘導体展開により1,000倍の高活性を示す化合物が得られた。今後は新規誘導体を用いて再度アフィニティ精製を行い、標的同定を目指す。
様々な生理活性は内因性の振動体「概日時計」により制御され、約24時間周期の「概日リズム」を刻む。概日リズム異常は、心血管疾患や代謝異常等の生活習慣病、精神疾患、がんなどと密接な関連がある。また動物の繁殖の季節性は概日時計によって制御されている。概日時計調節化合物の標的の同定を通じて、概日時計発振機構の全貌が解明されれば、上記疾患の予防や治療法の開発、産業動物の繁殖効率の向上など様々な波及効果が期待される。 -
研究課題/研究課題番号：15H04349 2015年4月 - 2018年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
西脇妙子, 桑田啓子
担当区分：研究代表者
配分額：16380000円 （ 直接経費：12600000円 、 間接経費：3780000円 ）
概日時計は時計遺伝子による転写・翻訳のネガティブフィードバックループとして理解されているが、周期や位相の決定機構など未解明な点も多い。一方転写・翻訳に不依存な蛋白質翻訳後修飾のリズムも報告されているが、その普遍性と概日時計システムにおける意義は不明である。本研究では概日時計の周期や位相を調節する薬剤の探索、および蛋白質翻訳後修飾の解析を通じてこの問題に取り組んだ。その結果周期を短縮する化合物と位相変位を誘導する化合物について、それらの標的蛋白質の候補が得られた。またリン酸化をはじめとする蛋白質翻訳後修飾についても解析を進めており、両者の関連性を追求することで問題解明の糸口を探っている。
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赤血球前駆細胞を利用した転写翻訳に依存しない概日リズム発振機構の解明
2014年4月 - 2017年3月
科学研究費補助金 挑戦的萌芽研究
大川（西脇）妙子
担当区分：研究代表者
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ATPを中間体とする概日時計蛋白質KaiCの新規自己脱リン酸化機構とその意義
2011年4月 - 2013年3月
科学研究費補助金 新学術領域研究「水を主役としたATPエネルギー変換」公募研究
担当区分：研究代表者
産業財産権 3
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甲状腺ホルモン受容体β選択的な甲状腺ホルモンアナログとして有用な化合物
東海国立大学機構
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植物細胞分裂抑制剤
法人名大
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タンパク質を含む時間計測用組成物およびその利用
近藤孝男, 小山時隆, 岩崎秀雄, 中島正人, 大川妙子
担当経験のある科目 (本学) 6
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動物生理学１
2024
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細胞工学
2024
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動物生理学特論１
2024
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生物学実験
2024
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資源生物科学基盤実験実習
2024
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生命科学入門B
2024
メディア報道 2
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脂質異常症の新薬に道 名古屋大グループ副作用を抑えた化合物開発 新聞・雑誌
中日新聞 2024年8月
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脂質異常症を改善 甲状腺ホルモン活用 名大が化合物開発 新聞・雑誌
2024年8月