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概日時計の温度補償性とCa2+シグナルの役割
金, 尚宏;榎木, 亮介
Permalink : http://hdl.handle.net/2115/89105
JaLCDOI : 10.14943/lowtemsci.81.109
KEYWORDS : 概日時計;温度補償性;Ca2+シグナル;CaMKII;Na+/Ca2+交換輸送体;Circadian clock;temperature compensation;Ca2+ signaling;CaMKII;Na+/Ca2+ exchanger
Abstract
概日時計は自律振動性，同調性，温度補償性という三つの重要な性質を持つ．概日時計の分子メカニズムの研究は，リズムに異常を示す時計遺伝子の変異体の発見から進展した．動物において，概日性の遺伝子発現リズムは転写翻訳フィードバックループによって生み出されている．この転写翻訳フィードバックループは概日性のCa2+-CaMKIIシグナルの活性化によって制御されており，CaMKIIは転写因子CLOCKをリン酸化することで活性化する．概日時計の特性として，生理的な温度範囲において周期が約24時間に保たれる温度補償性が知られている．概日時計の周期がいかにして低温で維持されるのかは不明な点が多かったが，近年の研究から，Na+/Ca2+交換輸送体（NCX）に依存した低温で活性化するCa2+シグナルが転写翻訳フィードバックループの振動速度を調節することが分かってきた．
Three important features of the circadian clocks are autonomous oscillation, entrainment and temperature compensation. Molecular mechanisms of the clocks were clarified by the discoveries of clock genes, and the circadian rhythms are generated by transcriptional and translational feedback loops. The feedback loops are regulated by rhythmic phosphorylation of CLOCK by circadian Ca2+-CaMKII signaling. In response to temperature decrease, NCX promotes Ca2+ influx to activate CaMKII for regulation of the feedback loop in the temperature compensation of period length.
Three important features of the circadian clocks are autonomous oscillation, entrainment and temperature compensation. Molecular mechanisms of the clocks were clarified by the discoveries of clock genes, and the circadian rhythms are generated by transcriptional and translational feedback loops. The feedback loops are regulated by rhythmic phosphorylation of CLOCK by circadian Ca2+-CaMKII signaling. In response to temperature decrease, NCX promotes Ca2+ influx to activate CaMKII for regulation of the feedback loop in the temperature compensation of period length.
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