ドロソフィラの昼間出力は,神経線維腫-1とRas/MAPKによって媒介される
J A Williams1, H S Su, A Bernards
1Howard Hughes Medical Institute, Center for Sleep and Respiratory Neurobiology, Department of Pharmacology, University of Pennsylvania School of Medicine, Philadelphia, PA 19104, USA.
ニューロフィブロマトーシス-1 (Nf1) 遺伝子変異は,Ras/MAPKシグナル伝達を変えることで,果物ハエの昼夜リズムを乱します. この経路は,ピグメント分散因子 (PDF) を通して,時計細胞をリズム的な行動に結びつける.
科学分野:
- クロノバイオロジーはクロノバイオロジーを用います.
- 分子生物学は分子生物学である.
- 神経遺伝学 神経遺伝学
背景:
- リズム的な行動を制御する日経時計の出力メカニズムは,まだ十分に理解されていません.
- ドロソフィラのニューロフィブロマトーシス-1 (Nf1) 遺伝子の変異は,昼間の運動活動リズムに障害を引き起こす.
- コアクロック遺伝子の振動 (周期,無時間) はNf1変異体では正常であるが,クロック制御のレポーターの振動は変化している.
研究 の 目的:
- 神経線維症-1 (Nf1) 遺伝子が昼夜リズムを調節する役割を調査する.
- Nf1が昼間出力に影響を与える分子経路を解明する.
- 昼間の出力におけるNf1,Ras/MAPKシグナル伝達,および色素分散因子 (PDF) の関係を決定する.
主な方法:
- Drosophila melanogasterをモデル生物として利用しました.
- 生成および分析されたNf1ゼロミュータントハエ.
- サーカディアン・ロコモーター・アクティビティ・リズムを評価.
- コアクロック遺伝子 (周期,無時間) とクロック制御レポーターの振動を測定した.
- 量化されたミトゲン活性化タンパク質キナーゼ (MAPK) 活性.
- Ras/MAPK経路に機能喪失変異を導入した.
- フォスフォ-MAPKの免疫ヒストロケミカル染色を行った.
主要な成果:
- Nf1変異は,ミトゲン活性化タンパク質キナーゼ (MAPK) 活性が増加する.
- Ras/MAPK経路の機能喪失変異は,Nf1変異体の昼間現象型を救出し,Ras/MAPK経由でNf1信号を発信する.
- 免疫ヒストケミストリーは,ピグメント分散因子 (PDF) を含む神経端末の近くにあるフォスフォ-MAPKの昼間振動を明らかにした.
- これらの発見は,PDFシグナリングと Ras/MAPKの昼間出力との結合を示唆しています.
結論:
- ニューロフィブロマトーシス-1 (Nf1) 遺伝子は,Ras/MAPK経路を通じて機能し,ドロソフィラの昼間運動運動活動を調節する.
- Nf1シグナル伝達は,昼間の時計細胞の出力に影響を与え,それらをリズム的な行動と結びつけます.
- PDF神経端末の近くのフォスフォ-MAPKの日経振動は,PDFとRas/MAPKのシグナル伝達を通じて,クロック出力を行動に結合させるための新しいメカニズムを示唆しています.
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