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分子生物学:核内受容体Rev-erbαは概日的熱発生リズムの可塑性を制御している

Nature 503, 7476 doi: 10.1038/nature12642

体温の概日振動は、哺乳類で進化的に保存されている基本的な生物学的特性である。生物はまた、恒常性維持経路の働きにより、低温に曝されても核心体温を保つことができる。しかし、体温の日周リズムと環境変化に対する適応能力とを協調させる仕組みは、まだ解明されていない。本論文では、強力な転写リプレッサーである核内受容体Rev-erbα(別名Nr1d1)が、褐色脂肪組織(BAT)の機能調節を介して、概日リズムネットワークと熱発生ネットワークとを結びつけていることを明らかにする。低温に曝露されたマウスは、Rev-erbαが豊富に存在する17時(ツァイトゲーバー時間10時)よりも、Rev-erbαがほとんど発現されていない5時(ツァイトゲーバー時間22時)の方がずっとうまく対応できる。Rev-erbα遺伝子を欠失させると、17時の低温耐性が大幅に改善することは、Rev-erbαに依存した転写抑制の克服が、低温に置かれたときに起こる熱発生応答の基本的特徴であることを示している。BATでは、低温によって脱共役タンパク質1(Ucp1)が生理的に誘導される前に、Rev-erbαの急激な下方調節が起こる。Rev-erbαは褐色脂肪細胞自律的にUcp1の発現を抑制しており、Rev-erbαヌルマウスでは、常温環境にあってさえ、BATのUcp1レベルが高い。Rev-erbαを遺伝学手法で失わせると、体温とBAT活性の正常なリズムが失われる。従って、Rev-erbαは環境の変化によって必要になれば、それに適応できる形で体温のリズムを確立・維持するのに必要な、熱発生の中心点として機能している。

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