１９９０年代から、分子生物学・分子遺伝学の進歩によってこのシステムに必須な遺伝子（時計遺伝子）がハエ、マウスなどたくさんの生物で発見され（他にバクテリア、カビ、植物、鳥。 日本人が発見した遺伝子もたくさんあります）、細胞内のメカニズムは次第に明らかになってきました。 時計遺伝子は転写され、転写産物からタンパク質が作られます。 このタンパク質は修飾等を受けたのち、核の中に入り自己の遺伝子の転写を抑制します。 この自己転写抑制とよばれる遺伝子制御メカニズムにより、タンパク質量の概日振動が作られ、さらに概日リズムを形成していると考えられています。

　わたしは、遺伝子のダイナミクスを数学モデルで表現することにより、数理的な視点から概日リズムを創り出す条件を追求してきました。研究しているテーマは次の三つです。
「1」概日リズムを創り出す細胞レベルのメカニズムはどのようなものになっているか？
「2」なぜ環境の温度を高くなっても概日リズム周期はあまり変わらないのだろうか？
「3」概日リズム周期はなぜちょうど２４時間になっていないのか？
「1」についてのわれわれの研究成果は、専門誌(下の論文(1)-(3))に発表しました。現在「2」と「3」の問題について集中して取り組んでいます。

<研究論文＞

Takeuchi T, T. Hinohara, G. Kurosawa, K. Uchida, in press. A temparature compensated model for circadian rhythms that can be entrained by temperature cycles. Journal of Theoretical Biology

Kurosawa G, K. Aihara, Y. Iwasa, 2006. A model for the circadian rhythm of cyanobacteria that maintains oscillation without gene expression. Biophysical Journal, 91(6):2015-23.

Kurosawa G, and A. Goldbeter, 2006. Amplitude of circadian oscillations entrained by 24-h light-dark cycles. Journal of Theoretical Biology, 242(2):478-88.

Kurosawa, G., and Y. Iwasa, 2005. Temperature compensation in circadian clock models. Journal of Theoretical Biology, 233(4):453-6.

Kurosawa, G., and Y. Iwasa, 2002. Saturation of enzyme kinetics in circadian clock models. Journal of Biological Rhythms, 17: 568-577.

Kurosawa, G., A. Mochizuki, and Y. Iwasa, 2002. Processes promoting oscillations -- comparative study of circadian clock models. Journal of Theoretical Biology, 216: 193-208.



<紀要・総説など＞

Kurosawa G., K. Tsumoto, K. Aihara, 2006. Entrainment of Circadian Oscillations under 24h Light-Dark Cycles. International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA 2006). pp.759-62.

Kurosawa G., K. Aihara, Y. Iwasa, 2006. Bifurcation analyses in cyanobacterial circadian clock model. IEEE/National Library of Medicine, Life Science System and Applications Workshop. pp.44-5.

黒澤　元 2005. 生物時計をつくり出す遺伝子-蛋白質ダイナミクス. 蛋白質核酸酵素. 50(15) : 1934-1939.

Kurosawa, G., A. Mochizuki and Y. Iwasa, 2000. Theoretical study for circadian rhythm in Drosophila: Condition for generating a limit cycle. Proceeding of the first international conference on systems biology (ICSB 2000). pp. 179-184. JST.

<所属、連絡先>
〒153-8505
東京都目黒区駒場4-6-1
東京大学 駒場オープンラボラトリー
独立行政法人 科学技術振興機構
ERATO 合原複雑数理モデルプロジェクト

<リンク>
日本生物物理学会
日本数理生物学会
日本時間生物学会
日本分子生物学会
Society for Research on Biological Rhythms
The Society for Mathematical Biology