イオン化放射線はショウジョウバエの行動リズムと時計関連経路を破壊する

科学分野:

• 生物時計学
• 放射線生物学
• 動物行動学

背景:

• 概日リズムは、主要な生理学的および行動的プロセスを調節する。
• イオン化放射線（IR）は、生物学的リズムを破壊する可能性があり、ますます認識されている。
• 行動に対するIRの影響を理解することは、その生物学的影響を評価するために重要である。

研究 の 目的:

• 異なる種類および線量のイオン化放射線がショウジョウバエの活動および睡眠リズムに及ぼす影響を調査すること。
• IRによって誘発される行動変化の線量依存性および時間的パターンを決定すること。
• IR誘発性の行動変化を媒介する概日遺伝子の役割を探求すること。

主な方法:

• 3日間にわたる活動および睡眠パターンを追跡するためにショウジョウバエ活動モニタリングシステム（DAMS）を利用した。
• 異なる光条件（通常、恒常光、恒常暗）下で、様々な種類および線量のイオン化放射線にショウジョウバエを曝露させた。
• 照射後の遺伝子発現変化を分析するためにトランスクリプトームシーケンシングを実施した。

主要な成果:

• 照射は、曝露後48時間以内に、主に明期中のハエの活動を増加させ、主に暗期中の睡眠時間を減少させた。
• 行動の変化は線量依存的であり、恒常光または恒常暗条件によって悪化された。
• トランスクリプトーム解析により、代謝経路および概日リズム調節に関与する遺伝子のIR誘発性変化が明らかになった。

結論:

• イオン化放射線は、線量および種類依存的な方法でショウジョウバエの概日行動リズムを破壊する。
• 恒常光または恒常暗条件は、活動および睡眠に対するIRの破壊的影響を増幅させる。
• 概日遺伝子は、イオン化放射線によって誘発される観察された行動変化の重要な調節因子である。