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生理:CLOCKによるBMAL1のアセチル化が概日リズム機能を制御する

Nature 450, 7172 doi: 10.1038/nature06394

概日性を示す生理機能の制御は、連結した複数の転写-翻訳フィードバックループの相互作用によって成り立っている。CLOCK-BMAL1複合体は、生物時計によって制御される遺伝子(ccg)を活性化するが、活性化される遺伝子の中にクリプトクロム遺伝子(Crys)があり、それらの産物はCLOCK-BMAL1に直接結合することによってリプレッサーとして働いている。我々はこれまでに、CLOCKが内在性のヒストンアセチル化酵素活性をもつことと、この酵素機能が遺伝子発現の概日制御にかかわるとされているクロマチン再構築に寄与していることを明らかにしている。今回我々は、CLOCKが非ヒストン基質もアセチル化することを明らかにする。すなわち、CLOCK自身の結合相手であるBMAL1のよく保存された537位のLys残基を1カ所だけ特異的にアセチル化するのである。マウス肝臓のBMAL1は周期的にアセチル化され、そのタイミングは概日リズムを示すccg発現低下と同期している。BMAL1のアセチル化は、CRY1のCLOCK-BMAL1複合体への結合を促し、それによって転写が抑制される。重要なことに、K537R変異させたBMAL1を異所的に発現させても、末梢時計の細胞モデルの概日リズムは回復しない。これらの知見から、生物時計のこの2つの主要成分間にみられる酵素的な相互作用が、概日リズム機構に不可欠であることがわかる。

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