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量子生命科学研究所

生物時計チーム

掲載日：2025年10月1日更新
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生物時計の仕組みを介して生命を物質として理解する

​ヒトから細菌に至るまで、地球上の生物は約一日周期の生物時計・概日時計 (サーカディアンクロック)を有しています。哺乳類における概日時計の自律振動の仕組みは転写因子によるフィードバックモデル (転写ループ) で説明されてきました。

細菌や様々な動植物

しかし近年、転写ループが無くても時計が振動することが判明し、2017年のノーベル賞の受賞対象ともなった転写ループ振動説が揺らいでいます。そこで研究者の間では、真の振動体の存在に関して議論と研究競争が続いている状況です。

こういった背景の中、私たちは全生命に共通する初の時計因子としてCa2+制御タンパク質NCXを発見し、転写ループの上流には生命共通の祖先型時計『カルシウムクロック』が存在することを見出しました。時計の中心であるカルシウムクロックを理解できれば、睡眠障害やうつ病など、時計に起因する疾患の医薬品開発につながります。また、カルシウムクロックは約40億年前に存在した生命共通祖先が基になっているため、その原理解明は生命の物質的な起源の解明に役立ちます。そこで私たちは、最新の量子技術を用いた細胞生物学を駆使して、カルシウムクロックの原理解明に挑んでいます。                                      『Clock of Life』by Nazme Nagasawa (Space-Time Inc.) ​

​黒いジャケットを着た男性

チームリーダー　金 尚宏

メンバー

集合写真

 
チームリーダー 金 尚宏
技術員 山田 聡子
技術員 森本 亮子
技術員 大元 瑠美
実習生 久野 将也 (名古屋大学 医学系研究科 博士課程4年)
​実習生 飯塚 康介 (名古屋大学 生命農学研究科 博士課程2年)

代表的な成果

  1. Ryosuke Enoki, Naohiro Kon, Kimiko Shimizu, Kenta Kobayashi, Yoshifumi Yamaguchi, Tomomi Nemoto. Cold-induced Suspension and Resetting of Ca2+ and Transcriptional Rhythms in the Suprachiasmatic Nucleus Neurons.
    iScience 26, 108390 (2023).

  2. Kosaku Masuda, Naohiro Kon, Kosuke Iizuka, Yoshitaka Fukada, Takeshi Sakurai, Arisa Hirano. Singularity response reveals entrainment properties in mammalian circadian clock.
    Nature Communications 14, 2819 (2023).

  3. Daisuke Ono, Huan Wang, Chi Jung Hung, Hsin-Tzu Wang, Naohiro Kon, Akihiro Yamanaka, Yulong Li, Takashi Sugiyama. Network-driven intracellular cAMP coordinates circadian rhythm in the suprachiasmatic nucleus.
    Science Advances 9, eabq7032 (2023).

  4. Hsin-tzu Wang, Shiori Miyairi, Miho Kitamura, Kosuke Iizuka, Yoshimasa Asano, Takashi Yoshimura, Naohiro Kon*. Real time monitoring of cold Ca2+ dependent transcription and its modulation by NCX inhibitors.
    Scientific Reports 12, 17325 (2022). *Corresponding author

  5. Naohiro Kon, Hsin-Tzu Wang, Yoshiaki S Kato, Kyouhei Uemoto, Naohiro Kawamoto, Koji Kawasaki, Ryosuke Enoki, Gen Kurosawa, Tatsuto Nakane, Yasunori Sugiyama, Hideaki Tagashira, Motomu Endo, Hideo Iwasaki, Takahiro Iwamoto, Kazuhiko Kume, Yoshitaka Fukada. Na+/Ca2+ exchanger mediates cold Ca2+ signaling conserved for temperature-compensated circadian rhythms. 
    Science Advances 7, 8132 (2021).

  6. Naohiro Kon*, Michiko Murakoshi, Aya Isobe, Katsuji Kagechika, Naoki Miyoshi, Takahiro Nagayama. DS16570511 is a small-molecule inhibitor of the mitochondrial calcium uniporter.
    Cell Death Discovery, 3, 17045 (2017). *Corresponding author

  7. Naohiro Kon*, Atsushi Satoh, Naoki Miyoshi. A small-molecule DS44170716 inhibits Ca2+-induced mitochondrial permeability transition.
    Scientific Reports, 7, 3864 (2017). *Corresponding author

  8. Naohiro Kon, Yasunori Sugiyama, Hikari Yoshitane, Isamu Kameshita, Yoshitaka Fukada. Cell-based inhibitor screening identifies multiple protein kinases important for circadian clock oscillations. 
    Communicative and Integrative Biology, 8, e982405 (2015).

  9. Naohiro Kon, Tomoko Yoshikawa, Sato Honma, Yoko Yamagata, Hikari Yoshitane, Kimiko Shimizu, Yasunori Sugiyama, Chihiro Hara, Isamu Kameshita, Ken-ichi Honma, Yoshitaka Fukada. CaMKII is essential for the cellular clock and coupling between morning and evening behavioral rhythms.
    Genes and Development, 28, 1101-1110 (2014).

  10. Naohiro Kon, Tsuyoshi Hirota, Takeshi Kawamoto, Yukio Kato, Tadashi Tsubota, Yoshitaka Fukada. Activation of TGF-beta/activin signalling resets the circadian clock through rapid induction of Dec1 transcripts.
    Nature Cell Biology, 10, 1463-1469 (2008). 

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