ショウジョウバエの概日ペースメーカー細胞におけるシナプス伝達または時計産生の振動の破壊は、異常な行動リズムを引き起こします

時計遺伝子発現ニューロンの機能を研究するために、化学シナプス伝達をブロックする破傷風 - トキシン軽鎖（TETXLC）は、それぞれそれぞれクロック遺伝子期間（PER）および時代を超越した（TIM）のプロモーターの制御下で発現しました。GAL4エンコードシーケンスに融合します。TETXLCは、総レベルで時計遺伝子製品のサイクリングには影響しませんでしたが、成人のショウジョウバエのリズミカルな挙動を混乱させました。絶え間ない暗闇では、リズミカルなハエの割合は、不活性毒素を発現するコントロールを含むコントロールと比較して、活性TETXLCを発現するハエで減少しました。TETXLC発現ハエの挙動は、コントロールのそれよりも暗いサイクル：暗いサイクルに同期しませんでした。どのニューロンが行動に対するこれらの効果に関与しているかを判断するために、毒素は、GAL4をコードする配列が融合するドライバーの制御下でTETXLCを発現することにより、PER/TIM発現の横方向に位置するペースメーカーニューロンの制限されたサブセットでも発現しました。色素分散因子（PDF）遺伝子のプロモーター。PDF-GAL4駆動型のTetXLC発現は、行動リズムに比較的効果がなく、PDF発現の側面ニューロン以外のPER/TIMニューロンがリズミカルな行動の生成に関与していることを意味します。別の一連の実験では、期間遺伝子産物をPERGAL4またはTIM-GAL4の制御下で発現しました。これにより、多くの脳細胞でタンパク質あたりのレベルが増加し、特にTim-GAL4の影響を受けるPer発現の場合において、リュシフェラーゼ導入遺伝子によって報告された生体発光サイクリングの減少が生じました。これは、ショウジョウバエの概日リズムの根底にある振動メカニズムの一部である転写フィードバックループの破壊を示しています。この分子欠陥と一致して、一定の暗闇におけるリズミカルな個人の割合は、Tim-Gal4の制御下で発現するハエでは正常ではありませんでした。

To study the function of clock-gene-expressing neurons, the tetanus-toxin light chain (TeTxLC), which blocks chemical synaptic transmission, was expressed under the control of promoters of the clock genes period (per) and timeless (tim), each fused to GAL4-encoding sequences. Although TeTxLC did not affect cycling of a clock-gene product at the gross level, it disrupted the rhythmic behavior of adult Drosophila. In constant darkness, the proportion of rhythmic flies was reduced in flies expressing active TeTxLC compared to controls, including those expressing inactive toxin. The behavior of TeTxLC-expressing flies was less synchronized to light:dark cycles than that of controls. To determine which neurons are responsible for these effects on behavior, the toxin was also expressed in restricted subsets of per/tim-expressing, laterally located pacemaker neurons by expressing TeTxLC under the control of a driver in which GAL4-encoding sequences are fused to the promoter of the pigment dispersing factor (pdf) gene. pdf-gal4-driven TeTxLC expression had relatively little effect on behavioral rhythms, implying that per/tim neurons other than pdf-expressing lateral neurons participate in the generation of rhythmic behavior. In another set of experiments, period gene products were expressed under the control of per-gal4 or tim-gal4. This resulted in an increased level of PER protein in many brain cells and reduction of bioluminescence cycling reported by a per-luciferase transgene, especially in the case of per expression affected by tim-gal4. This indicates a disruption of the transcriptional feedback loop that is a part of the oscillatory mechanism underlying Drosophila's circadian rhythms. Consistent with this molecular defect, the proportion of rhythmic individuals in constant darkness was subnormal in flies expressing PER under the control of tim-gal4, and their behavior in light:dark cycles was abnormal.