The cellular reactive oxygen species (ROS) mediate stability and amplification of circadian rhythm

细胞活性氧(ROS)介导昼夜节律的稳定性和放大

基本信息

  • 批准号:
    21790227
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.41万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
  • 财政年份:
    2009
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2009 至 2010
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Circadian clocks are composed of a number of feedback loops. The filamentous fungus Neurospora crassa has a major feedback loop that consists of the FREQUENCY (FRQ)/WHITE COLLAR (WC) -1 and -2 oscillator (FWO) and presumptive FRQ-less oscillators (FLOs) such as WC-dependent FLO (WC-FLO). Intracellular ROS are thought to be involved in the circadian clocks. However, the mechanisms underlying this involvement remain unknown. Here, we show that cellular ROS concentrations and the ROS destroying catalases (CATs) activities oscillate in a circadian manner. The amplitudes of ROS increase with each cycle and remain steady thereafter, while those of cellular CAT activity decrease. The cellular ROS are generated by NADPH oxidase (NOX) and oscillate via FLOs using CATs, but their amplitudes are regulated by FWO. cat-1 expression oscillates in the absence of frq but does not in wc-1 or wc-2. Furthermore, genetic and biochemical evidence reveals that a higher ROS concentration promotes the WCC's transcriptional function and enhances conidiation banding. The feedback loop composed of the WCC and CAT-1 via ROS may be a candidate for the WC-FLO. These findings suggest that cellular ROS connect oscillators such as the FWO and FLOs, allowing them to communicate and stabilize the circadian rhythm.
生物钟由许多反馈回路组成。丝状真菌粗糙脉孢菌具有由频率(FRQ)/白色(WC)-1和-2振荡器(FWO)和假定的无FRQ振荡器(FLO)如WC依赖性FLO(WC-FLO)组成的主要反馈回路。细胞内ROS被认为参与了生物钟。然而,这种参与的机制仍然未知。在这里,我们表明,细胞ROS浓度和ROS破坏过氧化氢酶(CAT)的活动在昼夜节律的方式振荡。ROS的幅度随着每个周期的增加而增加,此后保持稳定,而细胞CAT活性的幅度则下降。细胞内活性氧由NADPH氧化酶(NOX)产生,并通过使用CAT的FLO振荡,但其幅度受FWO调节。CAT-1表达在没有FRQ的情况下振荡,但在WC-1或WC-2中不振荡。此外,遗传和生化证据表明,较高的ROS浓度促进WCC的转录功能,并增强分生孢子显带。由WCC和CAT-1通过ROS组成的反馈回路可以是WC-FLO的候选者。这些发现表明,细胞ROS连接振荡器,如FWO和FLOs,使它们能够沟通和稳定昼夜节律。

项目成果

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Nucleoside diphosphate kinase-1 regulates hyphal developments via the transcriptional regulation of catalase in Neurospora crassa.
粗糙脉孢菌中核苷二磷酸激酶-1 通过过氧化氢酶的转录调节来调节菌丝发育。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Bumkyu Lee;Yusuke Yoshida;Kohji Hasunuma
  • 通讯作者:
    Kohji Hasunuma
Nucleoside diphosphate kinase-1 regulates hyphal development via the transcriptional regulation of catalase in Neurospord crassa.
粗糙脉孢菌中核苷二磷酸激酶-1 通过过氧化氢酶的转录调节来调节菌丝发育。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    B.Lee;Y.Yoshida;K.Hasunuma
  • 通讯作者:
    K.Hasunuma
アカパンカビ概日性リズムにおける時計機構/細胞内レドックス間による新規調節機構
粗糙脉孢菌昼夜节律时钟机制与细胞内氧化还原之间的新调控机制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Uchida S.;Kagitani F.;Watanabe N.;Hotta H.;吉田雄介
  • 通讯作者:
    吉田雄介
アカパンカビ概日時計と細胞内活性酸素の相互調節機構
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2010
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    吉田雄介;蓮沼仰嗣
  • 通讯作者:
    蓮沼仰嗣
ROS resistance in Pisum sativum cv. Alaska: the involvement of nucleoside diphosphate kinase in oxidative stress responses via the regulation of antioxidants
  • DOI:
    10.1007/s00425-010-1173-2
  • 发表时间:
    2010-07-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Haque, Md. Emdadul;Yoshida, Yusuke;Hasunuma, Kohji
  • 通讯作者:
    Hasunuma, Kohji
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  • 通讯作者:
    OSAWA Yuki

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    $ 2.41万
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