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The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience2012Nov21Vol.32issue(47)

Kayak-αは、ショウジョウバエのペースメーカーニューロンで概日転写フィードバックループを調節します

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, N.I.H., Extramural
概要
Abstract

概日リズムは、動物のよく保存されたインターロックされた転写フィードバックループによって生成されます。ショウジョウバエでは、二量体転写因子クロック/サイクル(CLK/CYC)は、期間(PER)、時代を超越した(TIM)、VRILLE(VRI)、およびPARドメインタンパク質1(PDP1)転写を促進します。PERとTIMは、CLK/CYC転写活性を否定的にフィードバックしますが、VRIとPDP1はそれぞれCLK転写を負かつ積極的に調節します。ここでは、ショウジョウバエFOSホモログカヤック(ケイ)のαアイソフォームが通常の概日行動に必要であることを示しています。サーカディアンペースメーカーニューロンのKay-αダウンレギュレーションは、期間の長さを1.5時間増加させます。この行動表現型は、いくつかの概日タンパク質の発現の減少と相関しています。最も強い効果は、CLKとVRIおよびPDP1コントロールの両方である神経ペプチド色素分散因子にあります。一貫して、Kay-αはVRIに結合し、CLKプロモーターとの相互作用を阻害できます。興味深いことに、Kay-αはCLK活性を抑制することもできます。したがって、Kay-αレベルが低いハエでは、CLKの抑制抑制はVRI抑制の増加を部分的に補償し、したがって、CLKターゲットのKay-αダウンレギュレーションの結果を減衰させます。ショウジョウバエの概日行動を制御する2つの転写ループにおけるKay-αの二重の役割は、振動に精度と安定性をもたらすことを提案します。

概日リズムは、動物のよく保存されたインターロックされた転写フィードバックループによって生成されます。ショウジョウバエでは、二量体転写因子クロック/サイクル(CLK/CYC)は、期間(PER)、時代を超越した(TIM)、VRILLE(VRI)、およびPARドメインタンパク質1(PDP1)転写を促進します。PERとTIMは、CLK/CYC転写活性を否定的にフィードバックしますが、VRIとPDP1はそれぞれCLK転写を負かつ積極的に調節します。ここでは、ショウジョウバエFOSホモログカヤック(ケイ)のαアイソフォームが通常の概日行動に必要であることを示しています。サーカディアンペースメーカーニューロンのKay-αダウンレギュレーションは、期間の長さを1.5時間増加させます。この行動表現型は、いくつかの概日タンパク質の発現の減少と相関しています。最も強い効果は、CLKとVRIおよびPDP1コントロールの両方である神経ペプチド色素分散因子にあります。一貫して、Kay-αはVRIに結合し、CLKプロモーターとの相互作用を阻害できます。興味深いことに、Kay-αはCLK活性を抑制することもできます。したがって、Kay-αレベルが低いハエでは、CLKの抑制抑制はVRI抑制の増加を部分的に補償し、したがって、CLKターゲットのKay-αダウンレギュレーションの結果を減衰させます。ショウジョウバエの概日行動を制御する2つの転写ループにおけるKay-αの二重の役割は、振動に精度と安定性をもたらすことを提案します。

Circadian rhythms are generated by well-conserved interlocked transcriptional feedback loops in animals. In Drosophila, the dimeric transcription factor CLOCK/CYCLE (CLK/CYC) promotes period (per), timeless (tim), vrille (vri), and PAR-domain protein 1 (Pdp1) transcription. PER and TIM negatively feed back on CLK/CYC transcriptional activity, whereas VRI and PDP1 negatively and positively regulate Clk transcription, respectively. Here, we show that the α isoform of the Drosophila FOS homolog KAYAK (KAY) is required for normal circadian behavior. KAY-α downregulation in circadian pacemaker neurons increases period length by 1.5 h. This behavioral phenotype is correlated with decreased expression of several circadian proteins. The strongest effects are on CLK and the neuropeptide PIGMENT DISPERSING FACTOR, which are both under VRI and PDP1 control. Consistently, KAY-α can bind to VRI and inhibit its interaction with the Clk promoter. Interestingly, KAY-α can also repress CLK activity. Hence, in flies with low KAY-α levels, CLK derepression would partially compensate for increased VRI repression, thus attenuating the consequences of KAY-α downregulation on CLK targets. We propose that the double role of KAY-α in the two transcriptional loops controlling Drosophila circadian behavior brings precision and stability to their oscillations.

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