• 한국동물번식학회:학술대회논문집
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• 한국동물번식학회 2004년도 춘계학술발표대회
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• pp.261-261
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• 2004

Circadian rhythms, which measure time about 24 hours, are generated by one of the most ubiquitous and well investigated timing system. More recently, circadian clock gene expression has been reported in various peripheral tissues. If a circadian clock is functioning in the testis, expression of clock genes should be observed in this tissue. To resolve this issue, we examined the expression of circadian clock genes in the testis. (omitted)

• 생명과학회지
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• 제25권11호
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• pp.1304-1310
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• 2015

주기성 시계 유전자 3(period circadian clock gene 3, PER3)는 포유류에서 생물학적 주기 타이밍 시스템의 역할을 수행 한다. 이 유전자는 규칙적인 운동 체계에 의해 근육에서 전사 개시 되는 것으로 알려져 있다. 인간과 마우스에서는 본 유전자에 대해 잘 알려져 있지만, 주기 및 연주기 동안 낮의 길이에 영향을 많이 받는 말에서 운동 연관 연구는 존재하지 않는다. 운동 시 근육의 기능에 중요한 역할을 하는 PER3 유전자에 대해 대표적인 경주마인 국내산 더러브렛 품종의 운동 전과 운동 후 유전자 발현을 분석하기 위해 본 연구를 수행하였다. 그 결과, 골격근에서 PER3 유전자의 발현은 운동 전에 비해 운동 후에 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 인실리코상에서 4개의 비동의성 단일 염기 변이(non-synonymous single nucleotide polymorphism, nsSNP) 분석과 이러한 nsSNP의 단백질 구조 및 기능 분석 결과, 전체 자유 에너지와 RMSD 값은 돌연변이의 원인이 될 수 있음으로 나타났다. 이 중, nsSNP–s395916798 (G72R)은 구조적 기능적 측면에서 중요한 잔기의 안정화 효과와 연관된 것을 알 수 있었다. 본 연구는 운동에 따라 더러브렛 골격근 내 PER3 발현 차이는 운동이라는 표현형에 대표될 수 있음을 확인하였다. 또한, SNP의 조합을 활용하여 운동 후 경주마의 조기 회복의 평가 지표로써 유용한 바이오마커가 될 수 있음을 시사한다.

• BMB Reports
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• 제49권11호
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• pp.587-589
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• 2016

The circadian clock system enables organisms to anticipate the rhythmic environmental changes and to manifest behavior and physiology at advantageous times of the day. Transcriptional/translational feedback loop (TTFL) is the basic feature of the eukaryotic circadian clock and is based on the rhythmic association of circadian transcriptional activator and repressor. In Drosophila, repression of dCLOCK/CYCLE (dCLK/CYC) mediated transcription by PERIOD (PER) is critical for inducing circadian rhythms of gene expression. Pacemaker neurons in the brain control specific circadian behaviors upon environmental timing cues such as light and temperature cycle. We show that amino acids 657-707 of dCLK are important for the transcriptional activation and the association with PER both in vitro and in vivo. Flies expressing dCLK lacking AA657-707 in $Clk^{out}$ genetic background, homologous to the mouse Clock allele where exon 19 region is deleted, display pacemaker-neuron-dependent perturbation of the molecular clockwork. The molecular rhythms in light-cycle-sensitive pacemaker neurons such as ventral lateral neurons ($LN_vs$) were significantly disrupted, but those in temperature-cycle-sensitive pacemaker neurons such as dorsal neurons (DNs) were robust. Our results suggest that the dCLK-controlled TTFL diversify in a pacemaker-neuron-dependent manner which may contribute to specific functions such as different sensitivities to entraining cues.

• BMB Reports
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• 제48권12호
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• pp.677-684
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• 2015

Cardiovascular function is regulated by the rhythmicity of circadian, infradian and ultradian clocks. Specific time scales of different cell types drive their functions: circadian gene regulation at hours scale, activation-inactivation cycles of ion channels at millisecond scales, the heart's beating rate at hundreds of millisecond scales, and low frequency autonomic signaling at cycles of tens of seconds. Heart rate and rhythm are modulated by a hierarchical clock system: autonomic signaling from the brain releases neurotransmitters from the vagus and sympathetic nerves to the heart's pacemaker cells and activate receptors on the cell. These receptors activating ultradian clock functions embedded within pacemaker cells include sarcoplasmic reticulum rhythmic spontaneous Ca²⁺ cycling, rhythmic ion channel current activation and inactivation, and rhythmic oscillatory mitochondria ATP production. Here we summarize the evidence that intrinsic pacemaker cell mechanisms are the end effector of the hierarchical brain-heart circadian clock system.

• 한국수정란이식학회:학술대회논문집
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• 한국수정란이식학회 2006년도 The 6th Intermational Symposium on Developmental Biotechnology
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• pp.62-62
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• 2006

• 생명과학회지
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• 제22권8호
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• pp.999-1008
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• 2012

자기 현가적(self-sustaining) 조절 장치인 생체시계는 24시간 주기의 생체리듬을 조절하며 또한 생물체로 하여금 매일 변화하는 자연환경의 외부 신호를 인지할 수 있도록 해준다. 생체시계 유전자의 발현 조절은 전사/해독의 역환류 기작을 통해 이루어진다. 애기장대 LATE ELONGATED HYPOCOTYL (LHY)와 CIRCADIAN CLOCK-ASSOCIATED 1 (CCA1)는 아침에 최고조로 발현되며 해독된 LHY and CCA1는 저녁에 최고로 발현되는 TIMING OF CAB EXPRESSION1 (TOC1)의 발현을 억제한다. TOC1단백질은 LHY와 CCA1 발현을 촉진시킴으로써 생체시계의 핵심 진자(oscillator)를 형성한다. 동물에서 생체시계의 주요 전사 인자인CLOCK은 아세틸화효소 활성 기능을 가지며, 이는 생체시계의 기능 유지에 아세틸화의 중요함을 의미한다. 하지만 애기장대 생체시계에 아세틸화를 담당하는 인자에 대한 정보는 현재 보고된 바가 없다. 본 연구에서 DET1 (De-Etiolated1)는 암조건하에서 애기장대 생체시계 관련 핵심인자 중 하나인 LHY발현을 억제하는데 필요하며 이의 억제는 H3Ac 조절을 통해 이루어짐을 증명하였다. 하지만 LHY 아세틸화를 담당하는 효소의 발굴 및 이들 효소와 DET1과의 연결을 찾는 문제는 여전히 미재로 남아있다.

• Molecules and Cells
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• 제22권3호
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• pp.275-284
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• 2006

The molecular components that generate and maintain circadian rhythms of physiology and behavior in mammals are present both in the brain (suprachiasmatic nucleus; SCN) and in peripheral tissues. Examination of mice with targeted disruptions of either mPer1 or mPer2 has shown that these two genes have key roles in the SCN circadian clock. Here we show that loss of the clock gene mPer2 affects forced locomotor performance in mice without altering muscle contractility. A proteomic analysis revealed that the anterior tibialis muscles of the mPer2 knockout mice had higher levels of glycolytic enzymes such as triose phosphate isomerase and enolase than those of either the wild type or mPer1 knockout mice. In addition, the level of expression of HSP90 in the mPer2 mutant mice was also significantly higher than in wildtype mice. These results suggest that the reduced locomotor endurance of the mPer2 knockout mice reflects a greater dependence on anaerobic metabolism under stress conditions, and that the two canonical clock genes, mPer1 and mPer2, play distinct roles in the physiology of skeletal muscle.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제8권1호
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• pp.57-64
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• 2004

본 연구는 생쥐의 난소 및 정소 조직에서 발달 단계에 따라 나타나는 일주기성 clock유전자의 발현과 단백질의 발현 양상을 알아보고자 하였다. 생쥐의 난소 및 정소에서 일주기성 변화와 연관된 유전자(Period1(Per1), Period2(Per2), Period3(Per3), Cryptochromel(Cry1), Cryptochrome2 (Cry2), Clock, Bmall)와 시교차 상핵에서 분비되어 표적 조직 또는 기관으로 전달되는 물질로 알려진 Prokineticin (Prok2)에 대 한 수용체들 (Prok1r과 Prok2r), PERI 단백질의 발현 양상을 발달 단계에 따라 (post partum day; ppd 1, 7, 10, 21, 35) 확인하였다. 주요 clock 유전자들은 생후 발달 단계에 따라 각각 다양한 발현양상을 보였다. 난소의 경우 많은 난포가 성장을 시작하는 시기인 생후 7일과 10일을 전후하여 발현량이 대부분 증가하는 것을 볼 수 있었으며, 정소의 경우에도 발달 단계에 따라 7일에서 발현이 증가하는 양상을 보였다. 특히 clock유전자들은 생후 7일과 10일에서 상대적으로 높은 발현 양상을 보였다 시교차 상핵에서 분비되어 표적기관으로 분비되는 것으로 알려진 Prok2의 수용체의 경우에도 주요 주기성 유전자들의 발현이 증가하는 것과 같은 시기에 발현이 높아지는 것을 확인할 수 있었고, 생식소 발달 초기에 강하게 발현되나 차후 점진적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 PER1의 발현양상을 면역조직화학적 방법으로 확인한 결과, 난포의 각 발달 단계에서 난소 내 정상적인 난포의 과립세포와 난자에서 높게 발현되는 것을 알 수 있었고, 상기의 결과는 Perl 유전자의 발현 양상과 일치함을 확인할 수 있었다 또한 정소 내 Per1 유전자와 PER1 단백질의 발현은 모두 생후 10일과 21일에서 감소하는 경향을 보이나 성적으로 성숙됨에 따라 다시 증가하는 것을 확인할 수 있어, PER1 단백질은 생식소의 발생 단계별로 다양한 발현 양상의 차이를 보이며, 정자와 난자의 정상적인 발달에 밀접한 연관이 있음을 추론할 수 있었다. 본 연구의 결과, 일주기성 clock유전자들 중 특히 Per1이 생식소의 정상 발달에 중요하게 작용할 수 있음을 시사하여 차후 이에 대한 다양한 연구가 진행되어야 할 것으로 생각된다.

• 한국동물학회:학술대회논문집
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• 한국동물학회 2003년도 한국생물과학협회 학술발표대회
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• pp.165.4-165
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• 2003

No Abstract, See Full Text

• Molecules and Cells
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• 제42권4호
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• pp.301-312
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• 2019

Post-transcriptional regulation underlies the circadian control of gene expression and animal behaviors. However, the role of mRNA surveillance via the nonsense-mediated mRNA decay (NMD) pathway in circadian rhythms remains elusive. Here, we report that Drosophila NMD pathway acts in a subset of circadian pacemaker neurons to maintain robust 24 h rhythms of free-running locomotor activity. RNA interference-mediated depletion of key NMD factors in timeless-expressing clock cells decreased the amplitude of circadian locomotor behaviors. Transgenic manipulation of the NMD pathway in clock neurons expressing a neuropeptide PIGMENT-DISPERSING FACTOR (PDF) was sufficient to dampen or lengthen free-running locomotor rhythms. Confocal imaging of a transgenic NMD reporter revealed that arrhythmic Clock mutants exhibited stronger NMD activity in PDF-expressing neurons than wild-type. We further found that hypomorphic mutations in Suppressor with morphogenetic effect on genitalia 5 (Smg5) or Smg6 impaired circadian behaviors. These NMD mutants normally developed PDF-expressing clock neurons and displayed daily oscillations in the transcript levels of core clock genes. By contrast, the loss of Smg5 or Smg6 function affected the relative transcript levels of cAMP response element-binding protein B (CrebB) in an isoform-specific manner. Moreover, the overexpression of a transcriptional repressor form of CrebB rescued free-running locomotor rhythms in Smg5-depleted flies. These data demonstrate that CrebB is a rate-limiting substrate of the genetic NMD pathway important for the behavioral output of circadian clocks in Drosophila.