기간(유전자)

Period (gene)
에 따라
식별자
유기체D. 흑색가스터
기호.에 따라
엔트레즈31251
RefSeq(mRNA)NM_080317
RefSeq(프로트)NP_525056
유니프로트P07663
기타 데이터
염색체X: 2.58~2.59 Mb

Period(per)는 Drosophila melanogaster의 X염색체에 위치한 유전자이다.전사물 당과 그에 상응하는 단백질 PER 수준의 진동은 약 24시간의 주기를 가지며, 함께 에클로레이션과 운동 [1][2]활동에서 일주기 리듬을 구동하는 드로소필라 생체 시계의 분자 메커니즘에 중심적인 역할을 한다.유전자당 돌연변이는 일주기 [1]리듬의 기간을 단축하고S, 연장하고L, 심지어 폐지할0 수 있다.

검출

1971년 [3]로널드 코놉카와 시모어 벤저가 EMS 돌연변이 발생 스크린에서 주기 유전자와 세 개의 돌연변이(perS, perL, per0)를 분리했다.per, perL, per0 돌연변이는 서로S 보완하지 않는 것으로 조사되어 3개의 표현형은 같은 [3]유전자 내의 돌연변이에 의한 것으로 결론지어졌다.에클로레이션과 운동 활동(per와SL per)에서 일주기 리듬의 기간을 변화시킨 돌연변이의 발견은 출력 경로가 아닌 시계 자체에서 유전자당 역할을 나타냈다.그 기간 유전자는 1984년 마이클 로즈배쉬와 [4]동료들에 의해 처음으로 배열되었다.1998년, per가 PER [5]단백질을 코드하는 두 개의 전사물(단일 미번역 인트론의 대체 스플라이싱에 의해서만 확산)을 생성하는 것이 발견되었다.

기능.

일주기 시계

드로소필라에서는 mRNA당 수치가 약 24시간 주기로 진동하며, 주관적인 이른 [1]밤에 정점에 도달한다.또한 제품당 PER은 거의 24시간 주기로 진동하며, 주관적인 [6][citation needed]한밤중에 mRNA 레벨당 약 6시간 후에 정점에 도달합니다.PER 수치가 증가하면 전사당 억제량이 증가하여 단백질 수치가 낮아집니다.그러나 PER 단백질은 DNA에 직접 결합할 수 없기 때문에 자신의 전사에 직접적으로 영향을 미치지 않고, 혹은 자신의 활성제를 [7]억제한다.PER는 mRNA마다 생성되면 TIM(Timeless)에 의해 이량화되며 복합체는 핵에 들어가 CLOCK/CYCLE 헤테로다이머인 [7]per와 tim의 전사인자를 억제합니다.이 CLOCK/CYCLE 콤플렉스는 프로모터의 [7][8]특정 Enhancer(E-boxes)에 바인드함으로써 per 및 tim의 문자 변환 액티베이터로 기능합니다.따라서 CLK/CYC의 억제는 per 및 tim mRNA 수치를 낮추고, 이는 PER 및 [7]TIM 수치를 낮춘다.크립토크롬(Cryptochrome)은 빛의 [9]존재 하에서 TIM을 억제하는 감광성 단백질입니다.TIM이 PER와 복합되어 있지 않은 경우, 또 다른 단백질, 더블타임 또는 DBT가 PER를 인산화하여 [10]분해 대상으로 합니다.

포유동물에서는 유사한 전사-번역 음성 피드백 루프가 [11]관찰된다.drosophila-per의 세 가지 포유동물 상동성 단백질(PER1, PER2, PER3)에서 환산하면 PAS 도메인을 통해 두 개의 크립토크롬 단백질(CRI1, CRE2) 중 하나를 통해 이합체되어 [11]클럭의 음의 요소를 형성한다.이 PER/CRI 복합체는 CK1-epsilon(카제인 키나아제 1엡실론)에 의한 인산화 시 핵으로 이동하며, 기본 나선-루프-헬릭스(BLH)[11] DNA 결합에 의해 3개의 크라이 프로모터와 2개의 크라이 프로모터의 E-박스에 결합하는 전사 인자 CLK/BMAL1 헤테로디머를 억제한다.

포유류의 1기 및 2기 유전자는 광맥에 [12][13]대한 일주기 시계의 광투입에 중요한 역할을 한다.이는 1999년 아키야마 등이 빛 또는 글루탐산염 [12]방출에 의해 유도되는 상변화에 mPer1이 필요하다는 것을 보여주면서 처음 나타났다.2년 후, Albrecht 등은 mPer1 돌연변이가 심야광맥박(ZT22)에 반응하여 클럭을 앞당길 수 없고 mPer2 돌연변이들이 이른 밤 광맥박([13]ZT14)에 반응하여 클럭을 지연시킬 수 없다는 것을 발견했을 때 이 결과를 뒷받침하는 유전적 증거를 발견했다.따라서 mPer1과 mPer2는 일주기 클럭을 일상적인 환경광 [13]신호로 리셋하기 위해 필요합니다.

per는 또한 돌연변이와 녹아웃 실험을 통해 짝짓기[14] 활성과 산화 응력 [15]반응을 포함한 생체 클럭의 여러 출력 과정의 조절에 관여했다.

Drosophila melanogaster는 위도 클라인을 따라 자연적으로 발생하는 Thr-Gly 반복의 변화를 가지고 있습니다.17 Thr-Gly 반복 파리는 남유럽에서 더 흔하게 발견되고 20 Thr-Gly 반복 파리는 북유럽에서 [16]더 흔하게 발견됩니다.

비시드어

per는 일주기 기능 외에도 다양한 비주기 과정에도 관여하고 있습니다.

포유류의 2기 유전자는 생쥐의 종양 성장에 중요한 역할을 한다. mPer2 녹아웃이 있는 생쥐는 종양 발생이 유의미하게 증가하고 [17]아포토시스가 유의미하게 감소한다.이는 Cyclin D1, Cyclin A, Mdm-2, Gadd45α와 같은 일반적인 종양 억제 및 세포 주기 조절 유전자의 mPer2 일주기 규제 완화와 E박스 매개 [17]반응을 통해 순환기 조절기에 의해 직접 제어되는 전사 인자 c-myc에 의해 야기되는 것으로 생각된다.또한 mPer2 녹아웃 마우스는 감마선과 종양 발달에 대한 민감도가 증가하여 DNA 손상 반응 [17]경로의 조절을 통해 mPer2가 암 발생에 더욱 관여한다.따라서 세포 성장 조절과 DNA 손상 반응에서 기능하는 클럭 제어 유전자의 생체 [17]내 암 발생에 영향을 미칠 수 있다.

per는 Drosophila melanogaster에서 장기기억(LTM) 형성에 필요하고 충분한 것으로 나타났다.변이체 당 LTM 형성에 결함이 있어 트랜스젠을 삽입하면 회복되고 유전자의 [18]과잉 발현으로 강화될 수 있다.이 응답은 다른 클럭 유전자의 돌연변이(타임리스, dClock 및 사이클)[18]에는 없습니다.LTM [18]검색을 위해서는 발현세포를 통한 시냅스 전송이 필요하다는 연구결과가 나왔다.

per는 또한 초파리의 수명을 연장하는 것으로 나타나 [19]노화에 대한 역할을 시사한다.그러나 이 결과는 다른 연구 그룹에 의해 성공적으로 반복되지 않았기 때문에 여전히 논란이 되고 있다.

마우스에서는 per2와 선호하는 알코올 [20]섭취 사이에 연관성이 있는 것으로 나타났습니다.알코올 소비는 또한 자유 주행 [21]기간을 단축하는 것과 관련이 있습니다.알코올 중독이 per1과 per2 유전자에 미치는 영향은 알코올 [21]중독으로 재발하는 개인의 성향뿐만 아니라 알코올과 관련된 우울증과도 관련이 있습니다.

포유동물 상동어:

포유류에는 PER1, PER2, PER3라는 세 개의 알려진 PER 계열 유전자가 있습니다.포유류의 분자 시계는 드로소필라에서 발견되는 단백질과 상동성을 가지고 있다.-의 homolog, 사이클로포스파마이드 BMAL1.[7]CRY에 의해가 그는 등 두개의 인간 homologs, CRY1과 CRY2.[22]모델에 대한 계산 모델 장크리스토프 Leloup와 알버트 Goldbeter에 의해 피드백 순환 작용 이러한 단백질과 유전자 간의 상호 작용에 의해 만들어진 시뮬레이션하기 위해 개발되었다, 교체 대상 인간 시계에서 같은 역할을 한다.ned PER [23]단백질

주기 상동 1(드로소필라)
식별자
기호.PER1
NCBI유전자5187
HGNC8845
옴602260
참조NM_002616
유니프로트O15534
기타 데이터
궤적17장 p12
period homolog 2(드로소필라)
식별자
기호.PER2
NCBI유전자8864
HGNC8846
옴603426
참조NM_003894
유니프로트O15055
기타 데이터
궤적제2장 문제 37.3
주기 호몰로그 3(드로소필라)
식별자
기호.PER3
NCBI유전자8863
HGNC8847
옴603427
참조NM_016831
유니프로트P5645
기타 데이터
궤적제1장 페이지 36.23

인간 호몰로지는 드로소필라 Per와 배열 및 아미노산 유사성을 나타내며, 드로소필라 Per가 가진 PAS 도메인과 핵 국재 염기서열도 포함하고 있다.인간 단백질은 SCN 바깥 영역뿐만 아니라 상완골핵에서 리드미컬하게 발현된다.또한 Drosophila PER가 세포질과 핵 사이를 이동하는 동안 포유류의 PER는 더 세분화되어 있다. 즉, mPer1은 주로 핵에 국재하고 mPer2는 세포질에 [24]국재한다.

임상적 의의

포유류 Per2 유전자의 돌연변이와 관련이 있는 것으로 알려진 가족성 고도 수면상 증후군.초저녁(오후 7시경)에 잠을 자고 일출(오전 4시경) 전에 일어나는 기간이 짧고 진행단계다.2006년 독일의 한 연구소에서 FASPS를 [25]앓고 있는 사람들에게서 돌연변이된 PER2의 특정 인산화 잔류물을 확인했다.크로노테라피는 밝은 빛의 주기를 이용하여 개인의 시계의 위상을 변화시키기 위한 시도로서 때때로 치료제로 사용된다.

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레퍼런스

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외부 링크