松果体メラトニン合成は、期間1欠損マウスで変化します

メラトニンは、哺乳類の暗闇の重要な内分泌シグナルです。メラトニン合成における最後から2番目の酵素をコードするアリールアルキルアミン-N-アセチルトランスフェラーゼ遺伝子の転写活性化は、げっ歯類の松果体のホルモンの毎日のリズムを促進します。リズミカルなアリールアルキルアミン-N-アセチルトランスフェラーゼ発現は、cAMP署名導入経路によって制御され、β-アドレナリン受容体の活性化と誘導性cAMP早期リプレッサーを伴います。さらに、ラットアリールアルキルアミン-N-アセチルトランスフェラーゼプロモーターには、クロックタンパク質と相互作用できるE-Box要素が含まれています。さらに、マウスの松果体は、さまざまな組織でのリズミカルな遺伝子発現を制御することが示されている転写抑制期間1などの時計タンパク質の概日リズムを示しています。ただし、松果体メラトニン合成の調節における期間1の役割はまだ不明です。したがって、アリールアルキルアミン-N-アセチルトランスフェラーゼ、β-アドレナリン受容体、および誘導性CAMP早期リプレッサーmRNAレベル（リアルタイムPCR）、アリルアルキルアミン-N-アセチルトランスフェラーゼ酵素活性（放射計測アッセイ）、メラトニン濃度無線イムノアッセイ（RIA）の誘導性cAMP早期リプレッサーmRNAレベル（REALAMINE-N-アセチルトランスフェラーゼにおける概日リズムがあります（RIA）周期1遺伝子（Per1 - / - ）および対応する野生型の標的欠失を伴うマウスの松果体で分析されました。Per1 - / - では、アリールアルキルアミン-N-アセチルトランスフェラーゼの発現の振幅は、野生型と比較して有意に上昇しました。対照的に、βアドレナリン受容体と誘導性cAMP早期リプレッサーmRNAレベルは、期間1欠損の影響を受けませんでした。これは、分子時計作業がアリールアルキルアミン-N-アセチルトランスフェラーゼ発現の振幅を変化させることを示しています。in vitroでは、Per1-/ - マウスの松果体腺は、夜間に高レベルのアリールアルキルアミン-N-アセチルトランスフェラーゼの発現に夜間の違いを示しました。これは、期間1の不足が、野生型マウスのcAMP信号形質導入経路の活性化と同様の効果を誘発することを示唆しています。

Melatonin is an important endocrine signal for darkness in mammals. Transcriptional activation of the arylalkylamine-N-acetyltransferase gene encoding for the penultimate enzyme in melatonin synthesis drives the daily rhythm of the hormone in the pineal gland of rodents. Rhythmic arylalkylamine-N-acetyltransferase expression is controlled by the cAMP-signal transduction pathway and involves the activation of β-adrenergic receptors and the inducible cAMP early repressor. In addition, the rat arylalkylamine-N-acetyltransferase promoter contains an E-box element which can interact with clock proteins. Moreover, the pineal gland of mice shows a circadian rhythm in clock proteins such as the transcriptional repressor Period1, which has been shown to control rhythmic gene expression in a variety of tissues. However, the role of Period1 in the regulation of pineal melatonin synthesis is still unknown. Therefore, circadian rhythms in arylalkylamine-N-acetyltransferase, β-adrenergic receptor, and inducible cAMP early repressor mRNA levels (real time PCR), arylalkylamine-N-acetyltransferase enzyme activity (radiometric assay) and melatonin concentration radio immuno assay (RIA) were analyzed in the pineal gland of mice with a targeted deletion of the Period1 gene (Per1-/-) and the corresponding wildtype. In Per1-/- the amplitude in arylalkylamine-N-acetyltransferase expression was significantly elevated as compared to wildtype. In contrast, β-adrenergic receptor and inducible cAMP early repressor mRNA levels were not affected by the Period1-deficiency. This indicates that the molecular clockwork alters the amplitude of arylalkylamine-N-acetyltransferase expression. In vitro, pineal glands of Per1-/- mice showed a day night difference in arylalkylamine-N-acetyltransferase expression with high levels at night. This suggests that a deficient in Period1 elicits similar effects as the activation of the cAMP-signal transduction pathway in wildtype mice.