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Biological Clocks and Seasonal Responses02:45

Biological Clocks and Seasonal Responses

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The circadian—or biological—clock is an intrinsic, timekeeping, molecular mechanism that allows plants to coordinate physiological activities over 24-hour cycles called circadian rhythms. Photoperiodism is a collective term for the biological responses of plants to variations in the relative lengths of dark and light periods. The period of light-exposure is called the photoperiod.
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Circadian Rhythms and Gene Regulation02:19

Circadian Rhythms and Gene Regulation

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The biological clock is involved in many aspects of regulating complex physiology in all animals. It was in 1935 when German zoologists, Hans Kalmus and Erwin Bünning, discovered the existence of circadian rhythm in Drosophila melanogaster. However, the internal molecular mechanisms behind the circadian clock remained a mystery until 1984, when Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash, and Michael W. Young discovered the expression of the Per gene oscillating over a 24-hour cycle. In subsequent...
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ヒトのセグメンテーションクロックを複製する 多能幹細胞

Mitsuhiro Matsuda1,2, Yoshihiro Yamanaka3,4, Maya Uemura3,5

  • 1Laboratory for Reconstitutive Developmental Biology, RIKEN Center for Biosystems Dynamics Research (RIKEN BDR), Kobe, Japan.

Nature
|April 3, 2020
PubMed
まとめ
この要約は機械生成です。

研究者は誘発性多能幹細胞を使って 人間の分断時計をモデル化し 5時間周期と遺伝子振動を明らかにしました この研究は,軸性骨格の発達と関連疾患の洞察を提供します.

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科学分野:

  • 発達生物学
  • 幹細胞生物学
  • 遺伝学

背景:

  • 多能幹細胞は胚形成と臓器形成の研究に 役立つツールです
  • 現存する in vitro モデルは,人間のメソデルマの発達とパターンを完全に再現できるほど複雑ではない.
  • 人間のソミトゲネシスとセグメンテーションクロックをモデル化するための強力な実験システムが必要でした.

研究 の 目的:

  • 誘発性多能幹細胞 (iPSC) を用いてヒトのセグメンテーションクロックとソミトゲネシスをモデル化する.
  • 人間の軸性骨格の発達に伴う分子メカニズムを調査する.
  • セグメンテーションクロック機能と関連疾患における遺伝子特有の役割を探求する.

主な方法:

  • 人間のiPSCから段階的に presomitic mesodermをインビトロで誘導する.
  • コアセグメンテーションクロック遺伝子振動の分析 (例えば,HES7,DKK1)
  • 疾患に関連する遺伝子 (HES7,LFNG,DLL3,MESP2) を研究するためのiPSCにおけるCRISPR-Cas9ゲノム編集.

主要な成果:

  • 約5時間の周期で人間のセグメンテーションクロックのモデルを確立しました.
  • 動的,移動する波のような遺伝子発現パターンが人間のプレソミット性メソデームで観察された.
  • 人間とマウスのモデル間で保存された種特有の振動性遺伝子を特定した.
  • 患者に由来するiPSCの振動,同期,分化に対する遺伝子特有の効果が実証された.

結論:

  • この研究は,ヒトのセグメンテーションクロックとソミトゲネシスの機能モデルを提供します.
  • 発見は脊椎動物の軸性骨格のパターニングに関与する分子経路を明らかにした.
  • この研究は,脊椎分断の欠陥の病原性についての洞察を提供します.