해양 말미잘 Nematostella vectensis의 진화적으로 보존된 Clock 유전자의 기능 규명

Основні поняття

해양 말미잘의 Clock 유전자는 일주기 행동과 유전자 발현을 조절하여 지구 생물권의 일주기 리듬에 동기화시킨다.

Анотація

이 연구는 해양 말미잘 Nematostella vectensis의 진화적으로 보존된 Clock 유전자의 기능을 규명하였다.
CRISPR/Cas9 기법을 이용하여 NvClk 돌연변이체(NvClkΔ/Δ)를 생성하였다. 행동 모니터링과 전사체 분석을 통해 다음을 발견하였다:

NvClkΔ/Δ 개체는 일정 조건(지속 암흑, 지속 광조건)에서 일주기 행동을 유지할 수 없었지만, 일주기 광주기 조건에서는 24시간 리듬을 보였다. 이는 광 반응 경로가 일주기 리듬 조절을 부분적으로 보상할 수 있음을 시사한다.

NvClkΔ/Δ 개체에서 일정 조건(지속 암흑)의 리듬적 유전자 발현이 크게 감소하였다. 이는 NvClk가 광 신호 없이도 리듬적 유전자 발현을 유지하는데 필수적임을 보여준다.

NvClk는 일주기 유전자 발현의 시간적 조절을 통해 세포 분열과 신경 경로를 조절한다. 이는 NvClk의 비리듬적 기능을 시사한다.

이 연구는 진화적으로 보존된 Clock 유전자의 기능을 규명하고, 일주기 리듬 조절에 있어 광 반응 경로의 보상 작용을 밝혔다. 이를 통해 해양 말미잘의 생물학적 시계 조절 기작에 대한 이해를 높였다.

Статистика

지속 암흑 조건에서 야생형 개체는 22시간 주기의 리듬성을 보였지만, NvClkΔ/Δ 개체는 대부분 리듬성을 보이지 않았다.
지속 광조건에서 야생형 개체는 22시간 주기의 리듬성을 보였지만, NvClkΔ/Δ 개체는 대부분 리듬성을 보이지 않았다.
일주기 광주기 조건에서 야생형 개체의 24시간 리듬 개체 수는 NvClkΔ/Δ 개체보다 많았다.

Цитати

"NvClk는 광 신호 없이도 리듬적 유전자 발현을 유지하는데 필수적이다."
"NvClk는 세포 분열과 신경 경로를 조절하는 비리듬적 기능을 가진다."

Ключові висновки, отримані з

CLOCK evolved in cnidaria to synchronize internal rhythms with diel environmental cues

by Rinsky,M., A... о www.biorxiv.org 04-12-2023

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.03.30.534918v6

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