This study was carried out to examine the expression of the circadian clock genes in the mouse ovary and testis at different developmental stages. Expression of Period1(Per 1), Period2(Per2), Period3(Per3), Cryptochrome1(Cry1), Cyptochrome2(Cry2), Clock Small and Prokineticin1 and Prokineticin2 receptor(Prok1r, Prok2r) genes in mouse ovary was explored by semiquantitative reverse transcription Polymerase chain reaction(RT-PCR) according to the developmental stage(post partum day; ppd 1, 7, 10, 21 and 35). Immunohistochemistry using PER1 antibody was also analyzed. The differential expression pattern of clock genes was presented according to stages of the mouse ovarian development (ppd 1, 7, 10, 21 and 35). In the cases of ovaries, at the starting point of follicle growth at ppd 7 and 10, the clock gene expression patterns were changed vastly. According to the developmental stages, the clock genes were highly expressed at ppd 7 and 10 in mouse testis also. Receptors for Prok2, the circadian output molecule of SCN, were also expressed in ovary at ppd 7 and in testis at ppd 1 and 7, respectively. Immnunohistochemical analysis of PER1 showed positive signals in the cytoplasm of oocytes and granulosa cells. The level or PER1 expression was increased in cells at the spermatogonia and the condensing spermatids. The expression pattern of Perl and localization of PER1 were showed similar patterns according to the developmental stages in ovary and testis. Taken together, it could be observed that the expression of clock genes was highly correlated with gonadal development and germ cell differentiation in mice. Therefore, in this study, circadian programming of the genes in the ovary and testis is strongly imposed across a wide range of core reproductive cycles and normal development of gametes. Although the existence of circadian genes is clearly investigated, further studies on the direct evidence is required for the understanding of the relationship between circadian genes and regulation of gonadal differentiation and germ cell development.
Ku, Kyojin;Park, Inah;Kim, Doyeon;Kim, Jeongah;Jang, Sangwon;Choi, Mijung;Choe, Han Kyoung;Kim, Kyungjin
Molecules and Cells
/
v.43
no.3
/
pp.276-285
/
2020
Circadian rhythm is an endogenous oscillation of about 24-h period in many physiological processes and behaviors. This daily oscillation is maintained by the molecular clock machinery with transcriptional-translational feedback loops mediated by clock genes including Period2 (Per2) and Bmal1. Recently, it was revealed that gut microbiome exerts a significant impact on the circadian physiology and behavior of its host; however, the mechanism through which it regulates the molecular clock has remained elusive. 3-(4-hydroxyphenyl)propionic acid (4-OH-PPA) and 3-phenylpropionic acid (PPA) are major metabolites exclusively produced by Clostridium sporogenes and may function as unique chemical messengers communicating with its host. In the present study, we examined if two C. sporogenes-derived metabolites can modulate the oscillation of mammalian molecular clock. Interestingly, 4-OH-PPA and PPA increased the amplitude of both PER2 and Bmal1 oscillation in a dose-dependent manner following their administration immediately after the nadir or the peak of their rhythm. The phase of PER2 oscillation responded differently depending on the mode of administration of the metabolites. In addition, using an organotypic slice culture ex vivo, treatment with 4-OH-PPA increased the amplitude and lengthened the period of PER2 oscillation in the suprachiasmatic nucleus and other tissues. In summary, two C. sporogenes-derived metabolites are involved in the regulation of circadian oscillation of Per2 and Bmal1 clock genes in the host's peripheral and central clock machineries.
Growing evidence shows that deregulation of the circadian clock plays an important role in the development of malignant tumors, including gliomas. However, the molecular mechanisms of gene chnages controlling circadian rhythm in glioma cells have not been explored. Using real time polymerase chain reaction and immunohistochemistry techniques, we examined the expression of two important clock genes, cry1 and cry2, in 69 gliomas. In this study, out of 69 gliomas, 38 were cry1-positive, and 51 were cry2-positive. The expression levels of cry1 and cry2 in glioma cells were significantly different from the surrounding non-glioma cells (P<0.01). The difference in the expression rate of cry1 and cry 2 in high-grade (grade III and IV) and low-grade (grade 1 and II) gliomas was non-significant (P>0.05) but there was a difference in the intensity of immunoactivity for cry 2 between high-grade gliomas and low-grade gliomas (r=-0.384, P=0.021). In this study, we found that the expression of cry1 and cry2 in glioma cells was much lower than in the surrounding non-glioma cells. Therefore, we suggest that disturbances in cry1 and cry2 expression may result in the disruption of the control of normal circadian rhythm, thus benefiting the survival of glioma cells. Differential expression of circadian clock genes in glioma and non-glioma cells may provide a molecular basis for the chemotherapy of gliomas.
Lee, Jiwon;Park, Eonyoung;Kim, Ga Hye;Kwon, Ilmin;Kim, Kyungjin
Experimental and Molecular Medicine
/
v.50
no.12
/
pp.6.1-6.10
/
2018
Bmal1 is one of the key molecules that controls the mammalian molecular clock. In humans, two isoforms of Bmal1 are generated by alternative RNA splicing. Unlike the extensively studied hBmal1b, the canonical form of Bmal1 in most species, the expression and/or function of another human-specific isoform, hBmal1a, are poorly understood. Due to the lack of the N-terminal nuclear localization signal (NLS), hBMAL1a does not enter the nucleus as hBMAL1b does. However, despite the lack of the NLS, hBMAL1a still dimerizes with either hCLOCK or hBMAL1b and thereby promotes cytoplasmic retention or protein degradation, respectively. Consequently, hBMAL1a interferes with hCLOCK:hBMAL1b-induced transcriptional activation and the circadian oscillation of Period2. Moreover, when the expression of endogenous hBmal1a is aborted by CRISPR/Cas9-mediated knockout, the rhythmic expression of hPer2 and hBmal1b is restored in cultured HeLa cells. Together, these results suggest a role for hBMAL1a as a negative regulator of the mammalian molecular clock.
The avian pineal as well as the retina has been known to contain several types of photoreceptors with different visual pigments such as rhodopsin, iodopsin and the pineal specific opsin, pinopsin. These organs are also known to have circadian clock to regulate melatonin production. Exposure of animals to light causes a decline of the melatonin level and the phase shifts of melatonin rhythms in the pineal and retina. Therefore, the circadian clock system of these organs seem to consist of three elements, i.e., light input, oscillator and melatonin output systems. In birds, it was suggested that rhodopsin might be involved in the entrainment of pineal melatonin rhythms from the action spectrum experiment for controlling NAT activity rhythms. However, there are much more pinopsin-immunoreactive (Pino-IR) cells than rhodopsin (Rho-IR) and iodopsin (Iodo-IR) cells in the avian pineal. We found that Pino-IR cells appeared earlier embryonic stages than Rho-IR and Iodo-IR cells. So, we tried to identify the visual pigments involved in the circadian melatonin rhythms in the pineal and retina. Organ cultured pineals were exposed to monochromatic light to find out which opsin participates in regulation of melatonin rhythms. The action spectra showed a peak at 475nm, suggesting that pinopsin is the major photopigment to regulate melatonin production in birds.
The period circadian clock gene 3 (PER3) plays a role in the mammalian circadian clocksystem. A regular exercise regime may affect the PER3 transcription in skeletal muscle. Although the effects of day length on circadian and circannual processes are well established in humans and mice, the influence of exercise on these processes in the horse has not been investigated. The present study investigated the expression of the PER3 gene following exercise in a thoroughbred breed of Korean horse. In addition, a comprehensive in silico nonsynonymous single nucleotide polymorphism (nsSNP) analysis of the horse PER3 gene and predicted effects of nsSNPs on proteins were examined. The expression of PER3 in skeletal muscle was significantly upregulated after exercise. Four nsSNPs were functionally annotated and analyzed by computational prediction. The total free energy and RMSD values of PER3 gene showed causative mutations. The results showed that nsSNP s395916798 (G72R) was associated with residues that have stabilizing effects on structure and function of PER3 gene. This study documented role of PER3 gene in phenotypic adaptation related to exercise in skeletal muscle. Further, the SNPs in PER3 could serve as useful biomarkers of early recovery after exercise in racehorses.
Chronobiology is the area of medicine that is, how time-related event shape our daily biologic responses and apply to any aspect of medicine with regard to altering pathophysiology and treatment response. In mammals, there are several evidences that prove suprachiasmatic nuclei(SCN) is the major circadian pacemaker and the circadian rhythm influences so many biological aspects of an living organism such as rest-activity, thermoregulation, reproduction, and endocrine system. In case of human beings, there had been little information of circadian system. That may be due to the experimental, technical difficulties to study but also to the fact that human has the more complex environments that may alter the circadina rhythm like the artificial light, many socio-cultural aspects and so forth. However, several reports of these days indicate human's circadian system is composed of two or more circadian oscillators and SCN is the major circadian oscillator among them like the other mammals. Free-running circadinan period of mankind is about 24 hours rather than about 25 hours, and rest-activity rhythm is polymodal like other species. In addition to that, human may have capcities to change the circadian rhythm as the seasonal changes of daynight schedule. In this article, the author will summarize recent progress of anatomy and physiology of the circadian clock mechanism in humans.
Biological clocks are the basis of temporal control of metabolism and behavior. These clocks are characterized by autonomous free-running oscillation and temperature compensation and are found in animals, plants, and microorganisms. To date, various biological clocks have been reported. These include clocks governing hibernation, sleep/wake, heartbeat, and courtship song. These clocks can be differentiated by the period of rhythms, for example, infradian rhythms (> 24-hr period), circadian rhythms (24-hr period), and ultradian rhythms (< 24-hr period). In yeast (Saccharomyces cerevisiae), at least five different autonomous oscillations have been reported; (1) glycolytic oscillations (T = 1~30 min), (2) cell cycle-dependent oscillations (T = 2~16 hr), (3) ultradian metabolic oscillations (T = 15~50 min), (4) yeast colony oscillations (T = a few hours), and (5) circadian oscillations (T = 24 hr). In this review, we discuss studies on oscillators, pacemakers, and synchronizers, in addition to the application of biological clocks, to demonstrate the nature of autonomous oscillations, especially ultradian metabolic oscillations of S. cerevisiae.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.