Extraordinary behavioral entrainment following circadian rhythm bifurcation in mice.
Extraordinary behavioral entrainment following circadian rhythm bifurcation in mice.
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DOI：
10.1038/srep38479
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发表时间：
2016-12-08
影响因子：
4.6
通讯作者：
Gorman MR
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Harrison EM;Walbeek TJ;Sun J;Johnson J;Poonawala Q;Gorman MR
哺乳动物的昼夜节律计时系统使用光来使内源性产生的节律与环境日同步。与24小时（T24）显著偏离的时间表被认为是不太可能的，因为昼夜节律起搏器似乎只能对短暂的光照产生小的增量反应。支持这一观点，我们证明了光的简单操作单独诱导小鼠昼夜节律系统的极端可塑性。首先，暴露于昏暗的夜间照明（<0.1勒克斯），而不是完全黑暗的夜晚，允许表达改变的昼夜节律波形，其中处于亮/暗/亮/暗（LDLD）周期的小鼠将其节律“分叉”为每24小时两个休息和活动间隔。其次，这种分叉状态使小鼠能够在15或30小时内（LDLD T15/T30）采用稳定的活动节律，远远超出了常规的夹带限制。T15/30行为诱导在分叉后不需要持续昏暗的光线。最后，无论是昏暗的光，也不是一个缩短的夜晚是不够的非凡的夹带下观察到的分歧。因此，我们证明了在非药物，非遗传操作，昼夜节律系统是远远比以前认为的更灵活。这些发现挑战了当前的夹带概念及其基本原理，并揭示了昼夜节律干预的新的潜在目标。
The mammalian circadian timing system uses light to synchronize endogenously generated rhythms with the environmental day. Entrainment to schedules that deviate significantly from 24 h (T24) has been viewed as unlikely because the circadian pacemaker appears capable only of small, incremental responses to brief light exposures. Challenging this view, we demonstrate that simple manipulations of light alone induce extreme plasticity in the circadian system of mice. Firstly, exposure to dim nocturnal illumination (<0.1 lux), rather than completely dark nights, permits expression of an altered circadian waveform wherein mice in light/dark/light/dark (LDLD) cycles “bifurcate” their rhythms into two rest and activity intervals per 24 h. Secondly, this bifurcated state enables mice to adopt stable activity rhythms under 15 or 30 h days (LDLD T15/T30), well beyond conventional limits of entrainment. Continuation of dim light is unnecessary for T15/30 behavioral entrainment following bifurcation. Finally, neither dim light alone nor a shortened night is sufficient for the extraordinary entrainment observed under bifurcation. Thus, we demonstrate in a non-pharmacological, non-genetic manipulation that the circadian system is far more flexible than previously thought. These findings challenge the current conception of entrainment and its underlying principles, and reveal new potential targets for circadian interventions.
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影响因子：
3.5
作者：
Glickman, G. L.;Harrison, E. M.;Elliott, J. A.;Gorman, M. R.
通讯作者：
Gorman, M. R.
影响因子：
3.5
作者：
Harrison, Elizabeth M.;Gorman, Michael R.
通讯作者：
Gorman, Michael R.
影响因子：
3.5
作者：
Watanabe, Tsuyoshi;Naito, Emiko;Ebihara, Shizufumi
通讯作者：
Ebihara, Shizufumi
影响因子：
3.5
作者：
Evans, Jennifer A.;Elliott, Jeffrey A.;Gorman, Michael R.
通讯作者：
Gorman, Michael R.
西伯利亚人的褪黑激素每天两次，但在24小时以下的叙利亚仓鼠中峰值峰值：黑暗：光：黑暗循环。
影响因子：
2.8
作者：
Raiewski EE;Elliott JA;Evans JA;Glickman GL;Gorman MR
通讯作者：
Gorman MR