BMAL1 駆動 組織 時計 は 光 に 独立 し て 反応 し,ホメオスタシス を 維持 する

科学分野:

• クロノバイオロジー
• 分子生物学
• 生理学

背景:

• シルカディアンリズムは,特にBmal1を含む細胞転写振動器ネットワークによって駆動される日々の生理学的プロセスを支配する.
• 異なる組織における昼夜リズムの同期メカニズムは まだ十分に理解されていない.

研究 の 目的:

• 光が個々の組織で 生体時計をどのように同期させるかを研究する.
• Bmal1の組織自律的な昼夜タイミングと組織間の同期における役割を明らかにする.
• 組織自律時計が生物の恒常性への貢献を調査する.

主な方法:

• 特定の組織に特異的な機能を持つBmal1を持つマウスを生み出すために 遺伝子操作を利用する.
• このマウスを 光と闇のサイクルに晒し 絶えず暗闇状態にします
• 単離された組織における昼夜間の遺伝子発現パターンと生理学的パラメータの評価

主要な成果:

• 光は,Bmal1が他のすべての組織に存在しない場合でも,単一の組織でBmal1に依存する昼夜機構を同期することが判明しました.
• ライト駆動の組織自律的な時計は,リズム的な食事行動とは独立して観察されました.
• これらの自律的な時計は 絶え間ない暗闇の中で失われていましたが 異常リズムを持つ動物では ホメオスタシスを部分的に維持していました

結論:

• 昼夜同期のための2つの分岐モデルが提案されています:光によって駆動される自律的な応答分岐と組織間通信を含むメモリ分岐です.
• 組織自律のBmal1は,全身的な昼夜調整がない場合でも,生理的ホメオスタシスの維持に重要な役割を果たします.
• 光は個々の組織クロックの主なシンクロナイザーとして機能し,全身のBmal1依存リズムとは独立している.