変化する環境条件下での規制の柔軟性に関する定量的分析

サーカディアン時計は多くの生物学的プロセスにおける24時間のリズムを制御し、夜明けと夕暮れに対して生物リズムの適切なタイミングを可能にします。知られている時計回路には、複数の相互に絡み合ったフィードバックループが含まれています。理論的には、複数のループが分子リズムが外部サイクルの複数のフェーズを追跡する柔軟性に寄与すると示唆されています。明確な夜明けおよび夕暮れ追跡リズムは、Ipomoea nilにおけるタイミングの柔軟性を示しています。Arabidopsis thalianaの分子時計成分は複雑な光周期依存的な調節を示し、三つの対照的なモデルとの比較によって分析されました。シンプルで定量的な尺度である夕暮れ感度が導入され、異なるループの複雑さを持つ時計モデルの行動を比較しました。夕方に発現する時計遺伝子は、三ループモデルによって予測されるように光周期依存の夕暮れ感度を示し、一ループおよび二ループモデルはそれぞれ夜明けと夕暮れを追跡しました。でんぷん分解の出力遺伝子は、夕暮れ追跡リズムではなく、光調節を通じて夕暮れ追跡発現を達成しました。モデル分析は、夕暮れ追跡を延長するために操作可能な生化学的プロセスを予測しました。我々の結果は、生物学的調節因子の運用原理が植物のサーカディアン時計に特にどのように適用されるかを明らかにします。