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2022年10月5日

科学技術振興機構
東京大学
理化学研究所

睡眠に関わるたんぱく質リン酸化酵素の働きを解明

-入眠の促進と目覚めの抑制を異なる状態で制御-

JST戦略的創造研究推進事業において、東京大学大学院医学系研究科機能生物学専攻システムズ薬理学分野の上田泰己教授(理化学研究所 生命機能科学研究センター合成生物学研究チームチームリーダー兼任)、戸根大輔助教、大出晃士講師、張千恵氏(博士課程4年(研究当時))らは、神経細胞で働く主要なたんぱく質リン酸化酵素CaMKIIβが、睡眠時間を延長する仕組みとして、入眠の促進と目覚めの抑制という異なるステップの両方で作用することを明らかにしました。

研究グループは、CaMKIIβが睡眠時間の延長に働くことを発見していましたが、その詳しい仕組みは不明でした。CaMKIIβには複数のリン酸化部位があり、自身のリン酸化状態によって機能が変化することがよく知られています。そこで、本研究グループは、リン酸化され得る部位1ヵ所ずつに疑似的にリン酸化状態を模した変異を導入したCaMKIIβ変異体シリーズを作製し、マウスを用いて、CaMKIIβのリン酸化状態と睡眠制御の関係を網羅的に調べました。その結果、CaMKIIβが特定のリン酸化状態では、覚醒状態から睡眠状態への移行を促進する(睡眠を誘導する)ことが分かりました。さらに、このリン酸化状態にあるCaMKIIβに、追加で2ヵ所目あるいは3ヵ所目と、疑似リン酸化変異を導入したところ、睡眠状態から覚醒状態への移行を抑制する(睡眠を維持する)という働きを持つことが明らかになりました。

今回の研究で、CaMKIIβがリン酸化状態に応じて、睡眠時間を延長する複数のステップ(睡眠の誘導と維持)にそれぞれ働くことが分かりました。多くの既存の睡眠薬は基本的には睡眠の誘導のステップに作用するものです。今回、睡眠の誘導と維持を行う機構の一端を明らかにしたことで、これまで難しかった睡眠の維持のステップに作用する方法の開発の手掛かりとなるかもしれません。

詳細は科学技術振興機構のホームページをご覧ください。

報道担当

理化学研究所 広報室 報道担当
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