複数のE-Boxモチーフへのリズミカルクロック-BMAL1バインディングは、概日DBP転写とクロマチン遷移を駆動します

哺乳類の概日リズムは、転写および翻訳後のフィードバックループに基づいています。本質的に、転写因子BMAL1（MOP3とも呼ばれる）および時計の活性は、期間（PER）およびクリプトクロム（CRIE）タンパク質によってリズミカルに相殺され、日依存性遺伝子発現の時間を支配します。ここでは、マウスアルブミンD要素結合タンパク質（DBP）遺伝子の概日調節には、BMAL1およびCLOCKおよびマークされた毎日のクロマチン遷移のリズミカルな結合が含まれることを示しています。したがって、DBP転写サイクルは、BMAL1とクロックの複数のエクストラジェニックEボックス、ヒストンH3のLys9のアセチル化、ヒストンH3のLys4のトリメチル化、およびヒストン密度の減少に結合することによって平行化されます。対照的に、抗致死的な毎日の抑制サイクルは、ヒストンH3のLys9のジメチル化、ヘテロクロマチンタンパク質1アルファの結合、およびヒストン密度の増加を伴います。転写的に許容的なクロマチンの能力的ヘテロクロマチンのリズミカルな変換は、機能的BMAL1クロック結合部位の存在に依存しています。

Mammalian circadian rhythms are based on transcriptional and post-translational feedback loops. Essentially, the activity of the transcription factors BMAL1 (also known as MOP3) and CLOCK is rhythmically counterbalanced by Period (PER) and Cryptochrome (CRY) proteins to govern time of day-dependent gene expression. Here we show that circadian regulation of the mouse albumin D element-binding protein (Dbp) gene involves rhythmic binding of BMAL1 and CLOCK and marked daily chromatin transitions. Thus, the Dbp transcription cycle is paralleled by binding of BMAL1 and CLOCK to multiple extra- and intragenic E boxes, acetylation of Lys9 of histone H3, trimethylation of Lys4 of histone H3 and a reduction of histone density. In contrast, the antiphasic daily repression cycle is accompanied by dimethylation of Lys9 of histone H3, the binding of heterochromatin protein 1alpha and an increase in histone density. The rhythmic conversion of transcriptionally permissive chromatin to facultative heterochromatin relies on the presence of functional BMAL1-CLOCK binding sites.