抄録
シアノバクテリアは最も単純な概日時計を備えた生物である。生物発光を利用した実験系を利用し、時計遺伝子群 kaiABCがクローニングされた。当初、この遺伝子の発現制御がリズムを発生させると考えられたが、最近の研究から転写活性がほとんど失われる連続暗でもKaiCのリン酸化リズムが持続することが明らかとなり、さらにKaiA, KaiB、KaiCとATPのみで、温度補償された概日振動が試験管内で持続することも示された。その周期は変異KaiC蛋白質ではin vivoの周期と一致しており、この生化学的反応がシアノバクテリアの概日時計のペースメーカーであることを示唆している。
この生化学振動のメカニズムを探るため、1）3つの蛋白質の相互作用、2）KaiCの2つのリン酸化サイトの働き、3）振動を維持するエネルギーなどについて詳細に調べた結果、KaiCは極めて弱いが温度補償された正確なATPase活性をもつことが明らかになった。さらに周期突然変異KaiCの活性はin vivoの概日振動の周波数と正比例関係になるので、KaiCのATPase活性が概日周期を生じる原因であることが示された。さらに、このATPase活性はKaiCのリン酸化と相互に関係し、安定したKaiCリン酸化の概日振動を発生していると考えられる。
