피망 슬롯 의학 연구 업데이트 (OU-MRU) Vol.12

2015 년 6 월 26 일

출처 : 피망 슬롯, 홍보 및 커뮤니케이션 센터

즉시 릴리스 : 2015 년 6 월 26 일
피망 슬롯 Research : 과일 파리에서 일주기 시계 시스템의 분자 특징


(6 월 26 일)돌연변이 과일 파리에 대한 연구는 광고의 변화하는 사이클에 반응하여 광 수용체와 시각 시스템이 일주기 시계 뉴런에 어떻게 영향을 미치는지를 보여줍니다. 결과가보고됩니다inJournal of NeuroscienceJet-Lag를 포함한 수면 장애에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.

우리 몸은 소위 '주기 시계'(LD주기)에 반응하는 분자 시스템 인 소위 '주기 시계'를 재 프로그래밍하여 낮과 밤 패턴의 교대에 반응 할 수 있습니다. 이제 독일의 과학자들과 협력하여 자연 과학 기술 대학원의 타이시 요시시와 켄지 토미오카는 독일 과학자들과 협력하여 'cryptochromes'(Cry)라는 단백질 광수 수용체가 시각적 시스템과 함께 드로 필라 또는 과일 식당의주기 시계 뉴런에 영향을 미쳤는 방법을 밝혔습니다.

주기 시계 뉴런은 두 그룹으로 나눌 수 있습니다. 아침 뉴런 (M) 및 심지어 뉴런 (E). Cry 단백질은 대부분의 시계 뉴런에서 발현되며 빛에 대한 반응으로 신호를 보냅니다. 그러나 다른 유형의 시계 뉴런에서 외침의 특정 역할은 불분명합니다.

Yoshii와 동료들은 돌연변이 체 플라이 라인을 생성했으며, 일부는 외침이없고 다른 일부는 다른 뉴런 서브 세트에서 울음을 표현했습니다. 그들은 또한 눈과 시각 시스템 신호의 영향을 뉴런에 대한 영향을 결정하고 싶었습니다. 그들의 목표는 LD 입구로 알려진 프로세스 인 LD주기의 변화와 동기화하는 파리의 능력을 테스트하는 것이 었습니다.

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팀이 E 뉴런에서 울음을 표현했을 때 LD 입구 프로세스는 조심스럽게 쏟아졌습니다. Cry가 M 뉴런에서만 표현되면 LD 입구는 발생하지 않았습니다. 결과는 E 뉴런에서의 Cry 발현이 LD 입구에 중요하며 PDP1의 분자 사이클링 이이 과정을 지원한다는 것을 나타냅니다.

배경
cryptochromes

주기 시계 뉴런은 동물과 식물에서 발견되는 'cryptochromes'(Cry)라는 단백질의 신호에 반응합니다. Cry 단백질은 광수 학습입니다. 푸른 빛에 노출되면 Cry는 회의적인 변화를 겪고,이를 TIM (Time Neless)이라는 일주기 시계 단백질에 결합 할 수 있습니다. 이 행동은 Tim의 저하를 유발하여 신체의 일주기 시계를 재설정합니다.

이전의 연구에 따르면 Drosophila (과일 파리)는 밝은 느낌이 매우 높다는 것을 보여 주었다. 그러나 울고 시각적 시스템이 신체가 가벼운 어두운주기의 변화에 ​​반응하는 데 어떻게 도움이되는지 (소위 LD 입구) 완전히 탐구되지 않았습니다.

방법론

별도의 시계 뉴런이 울음 의존적 인 빛 반응에서 다른 기능을 갖는 지 여부를 결정하기 위해 연구자들은 시계 뉴런의 개별 서브 세트에서 다른 울음 표현을 통해 다양한 초파리 과일 플라이 라인을 생성했습니다. 그들은 또한 변경없이 제어 파리를 사용하고, 울부 짖는 소리를 모두 검토하고, 울부 짖는 소리를 검사하고, 널리 나와 눈이없는 눈으로 날아가서 LD 엔진 과정에서 시각적 시스템의 영향을 조사했습니다. 이 팀은 또한주기 시계의 분자 메커니즘에 중요한 단백질 인 PAR 도메인 단백질 1 (PDP1)을 분석했습니다.

그들은 모든 다른 플라이 그룹을 LD주기의 8 시간 이동에 노출시켰다. 제어 파리는 하루 안에 일주기 시계를 바꾸었다. 돌연변이 체는 울음 표현과 시각적 입력에 따라 LD 입구의 다른 패턴을 노출시켰다.

그들은 PDP1이 LD 입구에 도움을주기 위해 울음과 독립적으로 작동했지만 (e) 뉴런에서만 작동했습니다. Null-Cry E 뉴런은 여전히 ​​LD 입구가 가능했지만 매우 느 렸습니다. 두 개의 특정 E 뉴런 (제 5 S-LNV 및 LND)으로 울음을 복직하여 프로세스를 신중하게 기뻐했습니다.

미래의 작업

E 뉴런에서의 울음 표현은 LD 사이클이 변할 때 일주기 시계의 빠른 조정에 특히 중요합니다. E 뉴런의 LD 입구에서 아침 (M) 뉴런이 어떻게 인수하는지, 그리고 M 세포 (및 PDF 뉴런이라는 뉴런의 다른 서브 세트)가 울음이 없을 때 LD 입구에 기여할 수 있는지 여부를 이해하기위한 추가 연구가 필요하다.

그림 캡션

변화하는 경고주기에 대한 반응을 담당하는 일주기 뉴런. 과일 파리의 뇌와 일주기 시계 뉴런의 분포DrosophilaMelanogaster (왼쪽). E 뉴런의 확대 된 그림 (제 5 S-LNV및 lnd) (오른쪽).

참조

t. Yoshii, C. Hermann-Luivl, C. Kistenpfennig, B. Schmid, K. Tomoika 및 C. Helfrich-Förster. 크립토 크롬 의존 및 - 독립적 인 일주기 입구 회로Drosophila. 신경 과학 저널35 (15) 4 월 15 일th2015, 35 (15) : 6131-6141 ･ 6131.
doi : 10.1523/jneurosci.0070-15.2015

서신

부교수 Taishi Yoshii, Ph.D.
자연 대학원과 연대기 실험실
Oknama 피망 슬롯, 과학 기술,
Tsushima-Naka 3-1-1, Kita-Ku, 피망 슬롯 700-8530, Japan.
이메일 : yoshii@okayama-u.ac.jp.

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