体内時計の洞察は時差ぼけを解消する新しい方法を提供するかもしれない

科学者たちは、体内時計を調節する秘密を発見しました。

研究者らは、この調節因子がカゼインキナーゼ 1 デルタ (CK1δ) の末端に位置していることを特定しました。カゼインキナーゼ 1 デルタ (CK1δ) は、体内時計、つまり睡眠と覚醒のパターンやその他の日常機能を制御する自然な 24 時間周期のペースセッターとして機能するタンパク質です。 、概日リズムとして知られています。

雑誌に掲載されました PNAS、彼らの発見は、体内時計に関連する疾患を治療するための新しいアプローチへの道を開く可能性があります。

CK1δは、体内時計に関与する他のタンパク質にタグを付けて概日リズムのタイミングを微調整することにより、概日リズムを調節します。他のタンパク質の修飾に加えて、CK1δ自体にタグを付けることで、体内時計の実行に関与するタンパク質を調節する自身の能力を変化させることができます。

以前の研究では、アイソフォームδ1およびδ2として知られるCK1δの2つの異なるバージョンが同定されており、これらはタンパク質の末端のC末端テールと呼ばれる部分の構成要素（またはアミノ酸）がわずか16個だけ異なっている。しかし、これらの小さな違いは CK1δ の機能に大きな影響を与えます。これらのタンパク質にタグが付けられると、体内時計を調節する能力が低下することは知られていましたが、これがどのようにして起こるのか正確には誰も知りませんでした。

研究者らは、高度な分光法と分光測定技術を使用して尾部を拡大し、タンパク質がどのようにタグ付けされるかが、その独特の尾部配列によって決定されることを発見した。

「私たちの発見は、リン酸基が結合できるCK1δの尾部上の3つの特定の部位を正確に示しました。これらの部位は、タンパク質の活性を制御するために重要です」とカリフォルニア大学サンタクルーズ校の化学・生化学部門の教授、キャリー・パーチは言う。

「これらのスポットがリン酸基でタグ付けされると、CK1δの活性が低下します。これは、CK1δが人間の概日リズムに効果的に影響を与えなくなることを意味します。高解像度分析を使用して、関係する部位を正確に特定することができました。これは本当に興味深いことです。」

「私たちが現在利用できるテクノロジーを使って、25 年以上答えられなかった疑問の真相についに到達することができました」と、デューク大学の癌および幹細胞生物学プログラムのディレクターであるデイビッド・ヴィルシャップ教授は述べています。 NUS とこの研究の共同連絡著者。

「私たちは、δ1 テールがタンパク質の主要部分とより広範に相互作用し、δ2 と比較してより大きな自己抑制をもたらすことを発見しました。これは、δ1 がδ2 よりも尾部によってより厳密に制御されていることを意味します。これらの部位が変異または除去されると、δ1 がより活性化し、概日リズムの変化につながります。対照的に、δ2 にはその尾部領域からの同様の調節効果はありません。」

この発見は、CK1δ のごく一部がその全体的な活性にどのように大きな影響を与えることができるかを浮き彫りにしました。この自己調節は、CK1δ 活性のバランスを保つために不可欠であり、ひいては概日リズムの調節に役立ちます。

この研究では、これらの発見の広範な影響についても取り上げました。 CK1δは、細胞分裂、がんの発生、特定の神経変性疾患など、概日リズムを超えたいくつかの重要なプロセスで役割を果たしています。 CK1δの活性がどのように制御されているかをより深く理解することで、科学者は概日リズム障害だけでなく、さまざまな症状を治療するための新たな道を開く可能性があります。

「体内時計を調節することは、時差ぼけを治すだけではありません。睡眠の質、代謝、そして全体的な健康を改善することなのです」と、デューク NUS の研究担当上級副学部長であるパトリック・タン教授は言います。

「この重要な発見は、日常生活のこれらの重要な側面を管理する方法を変える可能性のある治療法への新たな扉を開く可能性があります。」

研究者らは、食事や環境の変化などの現実世界の要因がCK1δのタグ付け部位にどのような影響を与えるかをさらに調査する予定だ。これにより、これらの要因が概日リズムにどのような影響を与えるかについての洞察が得られ、混乱を管理するための実用的な解決策につながる可能性があります。

ソース： デューク-NUS