肝臓 の 循環 時計 の 独立 性 を 定義 する
Kevin B Koronowski1, Kenichiro Kinouchi1, Patrick-Simon Welz2
1Center for Epigenetics and Metabolism, U1233 INSERM, Department of Biological Chemistry, University of California, Irvine, Irvine, CA 92697, USA.
哺乳類は日々の機能を制御する 内部時計を持っています この研究では 肝臓の時計は ある程度の自律性を備えているが 完全な機能のためには 他の時計からの信号と 光が必要であることが示されています
科学分野:
- クロノバイオロジー
- 分子生物学
- 代謝の調節
背景:
- 哺乳類は生理を制御する 日常時計の階層的なネットワークを持っています
- 上神経核 (SCN) は中心のペースメーカーとして機能しますが,周辺の時計の自律性は不明です.
- BMAL1は昼夜リズムに不可欠なタンパク質です.
研究 の 目的:
- 肝臓の生体時計の組織レベルでの自律性を調査する.
- 肝臓の時計が中央ペースメーカーから独立して機能する程度を 判断する.
- 肝臓特異的な昼夜調節におけるBMAL1の役割を明らかにする.
主な方法:
- 肝臓でのみ再構成されたBMAL1発現を持つ不律性Bmal1-nullマウスの生成 (肝臓-RE).
- 肝機能の分析のための高通量トランスクリプトミクスとメタボロミクス
- BMAL1結合部位を評価するためのクロマチンの占有率分析
主要な成果:
- 肝臓はNAD+の回収とグリコゲンのターンオーバーのような代謝過程で独立した昼夜機能を発揮します.
- 多くのゲノム部位にBMAL1が結合しているにもかかわらず,肝臓REマウスでは約10%のトランスクリプトのみが昼夜発現を示している.
- リズムクロック遺伝子の発現は,恒常的な暗闇下で Liver-REマウスで廃止されます.
結論:
- 肝臓の昼夜時計は ある程度の自律性を持っているが,完全に独立しているわけではない.
- 肝臓の循環機能は 他の時計や光からの 外部信号に依存しています
- 光は肝臓の 組織自律的な時計機能を 活性化する役割を果たします
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