A biológiai óra genetikája

Kezdeti eredmények I. az SCN transzplantációnál szó volt a tau-mutáns hörcsögökről 1985-ben egy Martin Ralph nevű kutató furcsán viselkedő hörcsögöt észlelt egy Charles River szállítmányban – nappal volt aktív továbbszaporítva mendeli intermedier öröklésmenet – 24/22/20 ha nem ilyen laborba került volna, ma se tudnánk róla érdekesség - az eredeti állatot „kiszabadították” továbblépés – forward genetikai megközelítés mutáció indukálása, hátha lesz hasznos ellenvetések: –az óra genetikai háttere valószínűleg multigénes – nem látni majd a mutációt – a valóságban domináns, vagy intermedier öröklésmenet –a mutációk együttes jelenléte nehezíti majd az elemzést

Kezdeti eredmények II. alacsonyabbrendűekben sikerrel alkalmazták a módszert (Drosophila, Neurospora, Arabidopsis) Vitaterna (PhD hallgató) kapta a feladatot az első 42 egér között volt egy Clock mutáns (1994) – homozigóta 28 órás periódusidő, néhány hét alatt lecseng állandó körülmények között egér genetika jobban ismert – CLOCK géntermék basic loop-helix-loop (bHLH) típusú transzkripciós faktor, PAS (Drosophyla PER [period], ember ARNT [aryl hydrocarbon receptor translocator], Drosophyla SIM [single minded]) domain-el – fehérjék összekapcsolásában szerepel a mutánsban A  T báziscsere – egy exon hiányzik a hiányzó exon glutaminban gazdag domain – más bHLH fehérjékkel összevetve azt sugallta, hogy a transzkripciót aktiváló rész hiányzik a PAS domain pedig arra utalt, hogy dimerizálódva tölti be a szerepét

Az óragének PAS tartalmú géneket kerestek – mintegy 14 óragént sikerült azonosítani emlősökben vannak különbségek a fajok (Neurospora, Drosophila, emlős) között, de az elv ugyanaz ezek minden sejtben átíródhatnak – sok perifériás óra lehetséges megmagyaráz sok mindent – izolált szerv, disszociált sejtek, stb. továbbra is kérdés a szinkronizáció az egyes sejtek között hőmérséklet-függetlenség a diffúziós lépések, és az ellentétesen ható enzimreakciók miatt –Bmal1 – brain and muscle Arnt-like protein-1 –Clock – nincs ritmusa, állandóan termelődik –Cry – cryptochrome –Per – period –Rev-erb, ROR - retinoic acid related nuclear orphan receptors –egyéb fehérjék

Az óra mechanizmusa I. Bmal1 Clock Per1-3 Cry1-2 B Cry Clk P C B PCry lebomlás

Ko, C.H., Takahashi,J.S., Hum.Mol.Gen., 15(2006):R271–R277 Az óra mechanizmusa II.

Szignalizáció az SCN-ben I. Gillette, M.U., and Mitchell, J.W., Cell Tissue Res 309:99, 2002

Az óra kálcium hipotézise

Sleep propensity

Szignalizáció az SCN-ben II.