概日リズム:臓器ごとに時間を設定する仕組み(Chronobiology: setting time in organs)

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2026-08-06 ミュンヘン大学(LMU)

ドイツ・ミュンヘン大学(LMU)の研究チームは、ほぼすべての細胞に存在する概日時計が、肝臓、腎臓、肺など異なる臓器で、それぞれ固有の生理機能を時間帯に応じて調節する仕組みを明らかにした。中心的な時計タンパク質CLOCKとBMAL1は全身で共通して働くが、DNA上で相互作用するタンパク質の種類や量、活動時間が臓器ごとに異なることが分かった。マウスの肝臓・腎臓・肺を解析した結果、CLOCK/BMAL1と結合する1,500以上のタンパク質を同定し、その中からPROX1、HNF1B、HOXA5という転写因子が、臓器特異的に概日時計を調整する役割を発見した。これらは細胞のアイデンティティを時計機構に伝え、臓器ごとに異なる遺伝子発現と生理機能の時間制御を可能にする。研究成果は、概日リズムの乱れが臓器によって異なる疾患を引き起こす理由の理解や、投薬時間を最適化する時間治療への応用につながる可能性がある。

<関連情報>

CLOCK/BMAL1相互作用ネットワークにより、組織調節因子としてのホメオドメイン因子が明らかになった CLOCK/BMAL1 interactome uncovers homeodomain factors as tissue regulators

Fatih Aygenli,Lukas A. Huschet,Tanja Popp,Andrea Ribeiro,Darina Barkhatova,Céline Jouffe,Ricardo Trozzo,Jerome S. Menet,Roland Rad,Kenneth A. Dyar,Maciej Lech,Tobias Straub,Alicia K. Michael & Maria S. Robles
Nature Cell Biology  Published:06 August 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41556-026-02041-4

Fig. 1: Characterization of the CLOCK/BMAL1 protein interaction landscape at the chromatin site along the circadian transcriptionally active phase in mouse liver.

Abstract

Circadian clocks underlie daily rhythms in physiology by coordinating temporal patterns of gene expression and protein function throughout the body. At the core of this system in mammals is CLOCK/BMAL1, a ubiquitously expressed heterodimeric transcription factor complex that orchestrates tissue-specific circadian gene expression. The basis for this specificity remains unclear, but tissue-specific interactions at chromatin could provide one. Here we used chromatin immunoprecipitation coupled to mass spectrometry to map CLOCK/BMAL1-associated protein complexes on chromatin in mouse liver, kidney and lung. We detected 1,510 associated proteins, most of which were tissue-specific and not explained by protein abundance. Among these, we identified the homeodomain transcription factors PROX1, HNF1B and HOXA5 as tissue-enriched interactors that bind BMAL1, co-occupy most BMAL1 genomic sites and establish organ-restricted circadian transcription. Our findings demonstrate that tissue-specific transcription factors confer cellular identity on the core clock, thereby contributing to organ-specific patterns of rhythmic gene expression.

細胞遺伝子工学
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