Research press release

DNAメチル化を通じて季節を追跡

Nature Neuroscience

Seasonal tracking via DNA methylation

光の明暗に関する24時間の日周期が伸びたり縮んだりすると、マウスの脳にエピジェネティック(後成的)な変化が生じる可能性があり、こうした変化がさらに身体活動性のような日周行動に影響するかもしれない。このような報告が、今週のオンライン版に掲載される。このようにエピジェネティックな調節を理解できれば、かなりの期間にわたって昼間が短縮するある種の状況におかれた人々(夜勤従事者など)が直面する有害な影響を抑制するのに有用かもしれない。

秋や冬といった昼間が短くなる期間、神経内分泌系は短い昼間や遅い夜明けといった日周変化に対する応答性を変化させる。日光への曝露に関わるこうした変化は、哺乳類の視交叉上核(SCN)という日周行動の調節に関わる脳領域における分子時計遺伝子の変動に影響することが知られている。

Steven Brownたちは、短い昼間(通常の1日12時間ではなく1日11時間という実験条件)を数週間経験したマウスは、自発練習(踏み車走行)を行う総量が減少し、こうした行動の変化にはSCNニューロンでのゲノム全体にわたるDNAメチル化の変化が伴っていることを発見した。DNAメチル化を損なう薬理的阻害物質は、正常な24時間の光周期においたマウスの踏み車走行動作を同じく変化させた。Brownたちは、マウスでのこれらの発見は、哺乳類脳におけるエピジェネティックな変化が、日光への曝露が変化した際の応答行動を調整するのに重要である可能性を示唆していると確信している。

Shortening or lengthening the 24-hour circadian light cycle can cause epigenetic changes in the mouse brain, and these changes can in turn affect circadian behavior such as physical activity, reports a study published online this week in Nature Neuroscience. Understanding these epigenetic regulations may be important in suppressing the negative consequences faced by people in certain occupations (such as night-shift workers) who are exposed to shortened day cycles for an extended period of time.

During the short days of autumn and winter, the neuroendocrine system alters its responsiveness to circadian cues such as shortened daylight and late dawn. These changes in exposure to daylight are also known to affect the fluctuation of molecular clock genes in the mammalian suprachiasmatic nuclei (SCN), a brain area responsible for controlling circadian behavior.

Steven Brown and colleagues find that mice exposed to short days (11 hours of light a day versus the normal 12 hours in a laboratory setting) for several weeks decrease the amount of voluntary exercise (wheel running) they do, and that this change in behavior is correlated with genome-wide changes in DNA methylation of SNC neurons. A pharmacological inhibitor that impairs DNA methylation also altered wheel-running behavior in mice exposed to normal 24-hour light cycle. The authors believe that these findings in mice suggest that epigenetic changes in mammalian brains may be critical to modulate behavior in response to change in exposure to daylight.

doi: 10.1038/nn.3651

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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