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相似文献
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1.
近日节律是生物节律中最重要的一种。它是一种以近似24 h为周期的自主振荡器,普遍存在于生物界中。近日节律主要受生物钟基因的调控,在哺乳动物中已发现时钟基因(Clock)、周期基因(Period,Per)家族、隐花色素基因(Cryptochrome1,Cry)家族、Bmal1(Brain and muscle ARNT-like 1)在内的多种重要的生物钟基因。这些基因及其蛋白质产物构成的反馈调节环是生物钟运行的分子基础。研究表明,生物钟基因不仅仅在近日节律的中枢系统中存在表达,在外周组织中也存在表达。而且生物钟基因与哺乳动物生殖密切相关,提示可能在生殖领域中具有重要的调控作用。主要从几个关键生物钟基因的发现、在近日节律和非近日节律中的调节作用、以及与哺乳动物生殖的关系做一综述。  相似文献   

2.
哺乳动物昼夜节律的产生与生物钟基因的周期性表达密切相关。Bmal1、Clock、Per和Cry是研究最为广泛的核心生物钟基因。肾脏在维持机体体液平衡和血压稳态方面发挥重要作用,其多数生理功能均呈现出一定的昼夜节律性,如动脉血压的调节、肾血流量的维持、肾小球滤过率的调控,以及水的重吸收和钠的排泄等都会随昼夜变化而产生节律性振荡。研究表明,核心生物钟基因的变异与许多肾脏疾病的发生发展密切相关。因此,深入了解核心生物钟基因在肾脏功能和疾病中的作用对防治肾脏疾病具有重要意义。  相似文献   

3.
生物节律的产生是中枢生物钟和外周生物钟共同作用的结果,存在于骨骼肌内的生物钟基因主要包括clock、bmal1、cry2、per2、rev-erbα和rorα,以及相关的钟控基因dbp和tef1。生物钟基因在骨骼肌中的表达通过调控生肌决定因子进而介导了骨骼肌的增殖、分化、融合及功能变化;同时生物钟基因在骨骼肌中的表达也可以调控骨骼肌内糖脂代谢过程,从而调控骨骼肌的能量代谢。  相似文献   

4.
摘要 目的:观察时钟基因Bmal1的过表达对血管平滑肌细胞增殖的影响,进一步探讨生物节律对于血管发育的具体影响。方法:采用包装GV341-Bmal1载体的慢病毒转染的方法构建大鼠胸主动脉平滑肌细胞(A7R5)稳定转染Bmal1的细胞系,实时定量PCR和细胞爬片Bmal1的免疫荧光染色的方法判断所构建细胞系是否稳定过表达Bmal1,细胞爬片Ki67的免疫荧光染色的方法观察时钟基因Bmal1的过表达对血管平滑肌细胞增殖的影响。结果:实时定量PCR结果显示稳定转染Bmal1组细胞Bmal1的表达是对照组的11.2倍(P<0.01);细胞爬片的免疫荧光染色结果显示稳定转染Bmal1组细胞BMAL1的表达明显升高(P<0.05),且稳定转染Bmal1组Ki67阳性细胞比例明显升高(P<0.05)。结论:通过慢病毒转染的方法成功构建了血管平滑肌细胞稳定转染Bmal1的细胞系,细胞片Ki67的免疫荧光染色结果显示Bmal1的过表达促进了血管平滑肌细胞的增殖。  相似文献   

5.
大脑皮层的发育是脑结构形成与功能建立的重要基础,在此过程中,皮层神经元放射状迁移及胼胝体区的轴突投射是必不可少的关键环节,该环节受基因转录的调控,但相关的分子机制目前仍不明确。转录因子BMAL1 (brain and muscle Arnt-like protein1)是体内重要的生物钟节律因子之一,最新研究发现其还参与调节海马神经祖细胞增殖,提示其与神经发育存在潜在的相关性。为明确Bmal1基因在大脑皮层发育中的具体作用,本研究首先通过RT-PCR和Real-timePCR检测Bmal1基因在神经系统中的表达情况。结果表明,Bmal1基因在神经系统中表达丰富,并且在发育期的大脑内呈现特定的表达规律:在胚胎后期和出生后早期脑内表达水平相对较高,以出生后第3 d为高峰。进一步通过联合使用小鼠子宫内胚胎电转和RNAi干扰方法敲减脑内神经元中Bmal1的表达水平,结果发现胚胎期皮层神经元的放射状迁移发生了延迟,延迟程度与RNAi的敲减效率呈正相关,存在一定的基因剂量-效应关系。进一步观察发现,在胚胎期脑内神经元中降低Bmal1表达水平以后,胼胝体轴突向对侧大脑半球的投射也出现了明显的缺陷。上述研究结果表明,BMAL1是大脑皮层神经元的放射状迁移以及轴突投射发育过程中的一个重要的调控分子,为从转录因子角度深入理解大脑皮层发育的分子调节机制和寻找调控靶点提供了新的线索。  相似文献   

6.
Bmall(brain and muscle ARNT-like-1)基因是哺乳动物生物钟转录、翻译反馈环中的核心成分,以异源二聚体的形式在反馈环中发挥重要的正调节作用.该基因的发现使得生物钟的基因分子调控机制有了突破性进展;研究过程中发现,Bmal1基因可能同我们的衰老也有直接的联系.  相似文献   

7.
生物钟(circadian clock)是机体内在的自主性计时系统,包括视交叉上核(suprachiasmatic nucleus, SCN)中枢生物钟与各组织外周生物钟。分子生物钟的核心机制包括CLOCK/BMAL1二聚体诱导抑制因子CRYs和PERs的转录,CRYs/PERs复合物反馈抑制前者转录活性,进而使这些生物钟核心因子以及节律输出基因的转录水平呈24 h振荡的反馈调节核心环路,以及REV-ERBα和RORα调控BMAL1转录的补充环路。机体大约80%的蛋白编码基因表达呈现明显的昼夜节律性特征,生物钟系统使生物能够适应地球自转所产生的昼夜节律(近日节律),使机体的代谢平衡与能量相互协同。生物钟与代谢稳态相互依存、互为基础,使机体能够高效利用能量,协同机体不同组织,快速适应内外环境变化。肝脏作为机体代谢的中枢器官,其进行的各种生理活动几乎都受到生物钟的控制。生物钟与肝脏代谢调控之间存在多重交互调控机制,两者的交互平衡失调是代谢性疾病的高风险因素。本文主要就肝脏的糖、脂和蛋白质代谢的节律性调控进行了综述,并强调了线粒体功能的振荡,讨论了肝脏代谢对生物钟的反馈调节,并对生物钟研究方法和应用进行展望。  相似文献   

8.
生物钟参与调控植物所有的生长阶段和发育活动。维持植物生物钟稳定的基因在这一过程中起着决定性作用。在克隆了ES1 (EARLY SENESCENCE 1)基因并证明该基因影响水稻(Oryza sativa)叶片失水的基础上, 以前期分离得到的水稻突变体es1-1作为研究对象, 对es1-1及其野生型(日本晴)苗期的地上部分和地下部分进行基因芯片分析。结果表明, es1-1主要的上调基因有42个, 下调基因有14个, 这些差异基因涉及24种代谢途径, 包括调节水稻生物钟的途径(4个)、甲烷代谢途径(3个)和苯基丙氨酸代谢途径(3个)等。进一步对水稻生物钟相关基因进行表达图谱分析, 结果表明, 与野生型相比, es1-1中生物钟相关基因出现了不同程度的差异表达。对es1-1和野生型进行冷胁迫处理, 结果表明es1-1表现更加耐冷, 且冷处理后生物钟基因在日本晴(NPB)和es1-1中都表现出不同程度的差异表达。此外, 在分蘖盛期接种白叶枯菌, 发现es1-1对特定的白叶枯菌具有一定的抗性。由此推测ES1基因参与调控水稻生物钟基因的表达以及响应水稻部分逆境胁迫, 这为更深入研究水稻生物钟基因提供了新线索。  相似文献   

9.
水稻作为我国重要农作物,其营养生长和生殖发育过程都受到严格的生物钟的控制,因此,生物钟基因的表达变化也是决定水稻产量和种子质量的主要决定因素之一。为了更全面系统的了解生物钟基因在水稻生长和发育过程中的功能,本研究采用生物信息学共表达方法,筛选和鉴定水稻和拟南芥中生物钟基因,并对比分析了这些生物钟基因在单双子叶模式植物中的可能功能。从水稻表达谱公共数据库中筛选与生物钟基因表达密切相关732个基因,并对筛选出的水稻生物钟相关基因进行表达特性、节律性、生物功能预测及其与拟南芥的对比分析,结果表明水稻和拟南芥的生物钟基因可能都具有在生物钟核心振荡器部分功能相对保守的特点。功能预测分析也还表明水稻生物钟基因参与了8类生物学过程,尤其在应激反应和代谢过程的方面具有明显富集性,从而间接佐证了水稻对于外界环境的响应及其代谢过程具有严格时间调控的分子机理。  相似文献   

10.
探讨自然光制下正常成年人外周血淋巴细胞钟基因Clock和Bmal1的昼夜节律性表达。用实时定量RT-PCR方法,测定不同昼夜时点(ZT)受试者外周血淋巴细胞总RNA中核心钟基因Clock和Bmal1的mRNA表达量,通过余弦法和Clock Lab软件获取节律参数,并经振幅检验分析是否存在昼夜节律。结果发现正常成年人外周血淋巴细胞钟基因Clock和Bmal1的mRNA表达呈昼夜节律性振荡(P0.05),Clock的峰时和谷时分别位于ZT13和ZT1,Bmal1的峰时和谷时分别位于ZT12和ZT24;两个基因在所检测的各个昼夜时点中表达水平均有明显差异(P0.05),Bmal1的表达水平较Clock降低;二者表达的峰值相位、振幅、峰时和谷时相一致(P0.05),但Bmal1转录的中值水平以及峰时mRNA水平和谷时mRNA水平降低(P0.05)。提示正常成年人外周血淋巴细胞钟基因Clock和Bmal1的表达存在同步化的昼夜节律性转录特征。  相似文献   

11.
Ambient light and the circadian clock have been shown to be capable of acting either independently or in an interrelated fashion to regulate the expression of conidiation in the ascomycete fungusNeurospora crassa. Recently several molecular correlates of the circadian clock have been identified in the form of the morning-specific clock-controlled genesccg-1 andccg-2. In this paper we report studies on the regulation ofccg-1, an abundantly expressed gene displaying complex regulation. Consistent with an emerging consensus for clock-controlled genes and conidiation genes inNeurospora, we report thatccg-1 expression is induced by light, and show that this induction is independent of the direct effects of light on the circadian clock. Although circadian regulation of the gene is lost in strains lacking a functional clock, expression ofccg-1 is still not constitutive, but rather fluctuates in concert with changes in developmental potential seen in such strains. Light induction ofccg-1 requires the products of theNeurospora wc-1 andwc-2 genes, but surprisingly the requirement forwc-2 is suppressed in conditional mutants ofcot-1, a gene that encodes a cAMP-dependent protein kinase. These data provide insight into a complex regulatory web, involving at least circadian clock control, light control, metabolic control, and very probably developmental regulation, that governs the expression ofccg-1.  相似文献   

12.
The daily rhythm of glucose metabolism is governed by the circadian clock, which consists of cell-autonomous clock machineries residing in nearly every tissue in the body. Disruption of these clock machineries either environmentally or genetically induces the dysregulation of glucose metabolism. Although the roles of clock machineries in the regulation of glucose metabolism have been uncovered in major metabolic tissues, such as the pancreas, liver, and skeletal muscle, it remains unknown whether clock function in non-major metabolic tissues also affects systemic glucose metabolism. Here, we tested the hypothesis that disruption of the clock machinery in the heart might also affect systemic glucose metabolism, because heart function is known to be associated with glucose tolerance. We examined glucose and insulin tolerance as well as heart phenotypes in mice with heart-specific deletion of Bmal1, a core clock gene. Bmal1 deletion in the heart not only decreased heart function but also led to systemic insulin resistance. Moreover, hyperglycemia was induced with age. Furthermore, heart-specific Bmal1-deficient mice exhibited decreased insulin-induced phosphorylation of Akt in the liver, thus indicating that Bmal1 deletion in the heart causes hepatic insulin resistance. Our findings revealed an unexpected effect of the function of clock machinery in a non-major metabolic tissue, the heart, on systemic glucose metabolism in mammals.  相似文献   

13.
ABSTRACT

Circadian clock-controlled 24-h oscillations in adipose tissues play an important role in the regulation of energy homeostasis, thus representing a potential drug target for prevention and therapy of metabolic diseases. For pharmacological screens, scalable adipose model systems are needed that largely recapitulate clock properties observed in vivo. In this study, we compared molecular circadian clock regulation in different ex vivo and in vitro models derived from murine adipose tissues. Explant cultures from three different adipose depots of PER2::LUC circadian reporter mice revealed stable and comparable rhythms of luminescence ex vivo. Likewise, primary pre- and mature adipocytes from these mice displayed stable luminescence rhythms, but with strong damping in mature adipocytes. Stable circadian periods were also observed using Bmal1-luc and Per2-luc reporters after lentiviral transduction of wild-type pre-adipocytes. SV40 immortalized adipocytes of murine brown, subcutaneous and epididymal adipose tissue origin showed rhythmic mRNA expression of the core clock genes Bmal1, Per2, Dbp and REV-erbα in pre- and mature adipocytes, with a maturation-associated increase in overall mRNA levels and amplitudes. A comparison of clock gene mRNA rhythm phases revealed specific changes between in vivo and ex vivo conditions. In summary, our data indicate that adipose culture systems to a large extent mimic in vivo tissue clock regulation. Thus, both explant and cell systems may be useful tools for large-scale screens for adipose clock regulating factors.  相似文献   

14.
15.
该试验采用RT-PCR和RACE技术,对龙眼多糖合成的关键基因尿苷二磷酸-葡萄糖6-脱氢酶基因(DlUGD6)进行分离克隆、生物信息学分析和亚细胞定位研究,并采用qRT-PCR技术,对其在龙眼体细胞胚胎发生、合子胚发育及不同组织器官中的表达模式进行分析。结果表明:(1)DlUGD6基因的cDNA序列全长1 860bp,包含开放阅读框1 443bp,编码480个氨基酸(GenBank登录号KU198438);生物信息学分析显示,DlUGD6属于稳定的酸性亲水蛋白,不含信号肽,具有跨膜结构和3个典型的保守结构域,属于UDP-葡萄糖/GDP-甘露糖脱氢酶家族;进化树分析表明,DlUGD6与柑橘亲缘关系较近。(2)洋葱内表皮GFP荧光定位观察发现,DlUGD6定位于细胞质;qRT-PCR结果显示,DlUGD6在龙眼非胚性愈伤组织中表达量相对较高,且在其他体胚发育阶段也均有稳定表达;在合子胚发育中子叶胚形成后第8天(S3)和第24天(S7)时表达量最高,整体呈"W"型;在不同组织器官中,DlUGD6在花药和茎中的表达量最高,且整体上生殖器官中的表达水平高于营养器官。研究认为,DlUGD6基因可能参与龙眼生长发育各个阶段中细胞壁多糖合成。  相似文献   

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为了解异源多倍体形成后,其剪接因子基因SR30在各组织器官间的表达量以及选择性剪接模式与亲本的差异,选取萝卜-芥蓝异源四倍体(Raphanobrassica)及其亲本萝卜(Raphanus sativus)、芥蓝(Brassica oleracea var.alboglabra)为材料,运用RACE-PCR方法克隆到全长的编码序列(CDS)和3非编码区(3 UTR),运用q RT-PCR和半定量RT-PCR检测其在各组织器官中的表达量和各转录本表达量间的差异。结果表明,四倍体中萝卜同源的Rs SR30基因有5种转录本,芥蓝同源的Bo SR30基因有4种转录本。同时,SR30在3物种中的表达具有组织器官的差异,且在四倍体中的总体表达量显著低于亲本。根据克隆到的转录本,预测Rs SR30编码3种蛋白,Bo SR30编码2种,不同蛋白异构体的区别体现在C末端的丝氨酸-精氨酸富集(RS)结构域。因此,萝卜-芥蓝异源多倍体形成后,SR30基因在表达量和转录本选择性剪接方面都发生了改变。  相似文献   

17.
Recent chronobiological studies found significant correlation between lack of clock function and metabolic abnormalities. We previously showed that clock gene expressions were dampened in the peripheral tissues of obese and diabetic ob/ob mice. However, the molecular mechanism of the disturbance remained to be determined. In this study, we demonstrated for the first time that acetylation levels of histone H3 lysine 9 (H3K9) at the promoter regions of clock genes, such as Dbp, Per2, and Bmal1, in the adipose tissue of ob/ob mice were significantly reduced compared with those of its control C57BL/6J mice. Treatment with histone deacetylase (HDAC) inhibitors increased Dbp, but not Per2 or Bmal1, mRNA expression in adipose tissue, and it decreased blood glucose in these animals. In addition, 2-deoxyglucose uptake activity was significantly suppressed by silencing Dbp expression in cultured adipocytes. These results suggest that reduced H3K9 acetylation and subsequent decreased mRNA expression of the Dbp gene in adipose tissue are involved in the mechanism of development of abnormal glucose metabolism in ob/ob mice. (Author correspondence: )  相似文献   

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