細胞生物学：日周性のマグネシウム流量変化は細胞の計時とエネルギー収支を調節している

概日時計はほとんどの真核生物の生物学的性質に必須であり、行動や生理機能は時計によって制御された遺伝子の複雑なネットワークを介して、昼夜の環境周期に合うように調整されている。しかし、遺伝子発現の概日周期と、細胞生物学的活動の概日調節を最終的に助ける生化学機構との間のつながりについては、まだ根本的な解明がなされていない。本論文では、細胞内のマグネシウムイオン濃度[Mg²⁺]_iの概日リズムについて報告する。このリズムは、ヒトの細胞系列と単細胞藻類（これらは10億年以上前に分岐した）の両方で、細胞自律的な計時成分として働いて、時計の重要な特性を決めている。Mg²⁺がATPの補因子という重要な役割を持つことを考えると、[Mg²⁺]_iの振動がもたらす機能的結果は、細胞エネルギー消費の日周性の動的調節である。機構としては、このリズムが双方向性のフィードバックとして働いて、律動的な代謝と時計によって制御される遺伝子発現とを結び付けていることが分かった。細胞内で利用可能なMg²⁺によるヌクレオチド三リン酸代謝回転の全体的調節は、細胞内の600種類を超えるMgATP依存性酵素の多くや、MgNTP加水分解が律速となる細胞過程の全てに影響を与える可能性がある。実際、mTORによる翻訳の概日制御は[Mg²⁺]_iの振動を介して行われていることが分かった。これから重要となるのは、植物やヒトのような多細胞生物の組織で、これら以外のどのような生物過程が、健常な場合や病気の場合という状況下でこの形の調節を受けているのかを明らかにすることだろう。

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