Loading article…
| PER1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 識別子 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| エイリアス | PER1、PER、RIGUI、hPER、周期概日時計 1、周期概日調節器 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 外部ID | オミム：602260; MGI : 1098283;ホモロジーン: 1966;ジーンカード：PER1; OMA :PER1 - オルソログ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ウィキデータ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
周期概日タンパク質ホモログ1は、ヒトではPER1 遺伝子によってコードされるタンパク質である。[5]
関数
PER1タンパク質は、細胞内の概日リズムの維持に重要であり、癌の発生にも関与している可能性があります。この遺伝子は、周期遺伝子ファミリーのメンバーです。これは、毎日振動する概日リズム、つまり約24時間周期で循環する振動で発現します。PER1は、哺乳類の脳の主要な概日ペースメーカーである視交叉上核（SCN）と呼ばれる脳の領域で最も顕著に発現しています。PER1は、哺乳類の末梢組織全体でも発現しています。[6]このファミリーの遺伝子は、運動活動、代謝、および行動の概日リズムの要素をエンコードします。視交叉上核でのPER1の概日発現は、一定の暗闇の中で自由に実行され、つまり、24時間周期のサイクルは外部の光の助けを借りずに持続します。その後、明暗周期の変化が視交叉上核における遺伝子発現の比例的変化を引き起こす。遺伝子発現の時間は光に敏感であり、哺乳類の主観的な夜に光が当たると視交叉上核における遺伝子発現が突然増加し、その結果、位相が変化する。[7]この遺伝子では選択的スプライシングが観察されているが、これらの変異は十分に説明されていない。[8]機能的意義のある多型の発生については専門家の間で意見の相違がある。多くの科学者は、ヒトPER1遺伝子には、集団レベルで有意で、測定可能な行動または生理学的変化をもたらす多型は知られていないと述べている。[9]それでも、サイレント変異でさえも重大な行動表現型を引き起こし、大きな位相変化をもたらす可能性があると考える人もいる。[10]
PER遺伝子の機能的保存性は、2002年のShigeyoshiらの研究で示されています。この研究では、マウスのmPer1およびmPer2遺伝子が、ショウジョウバエのタイムレスプロモーターによってキイロショウジョウバエで駆動されました。彼らは、両方のmPer構造が不整脈のハエ（per01ハエ）にリズムを回復できることを発見しました。したがって、mPer1とmPer2はハエの時計成分として機能し、per遺伝子の相同性に関する意味を持つ可能性があります。[11]
時間生物学における役割
PER1遺伝子はリグイとも呼ばれ、特徴的な概日リズム振動子である。PER1はSCNでリズミカルに転写され、約24時間の周期を保つ。このリズムは一定の暗闇でも維持され、変化する光周期にも同調することができる。[5] PER1はSCNでの概日リズムの生成に関与しており、体全体の他の振動にも影響を及ぼしている。例えば、PER1ノックアウトは食物同調性振動子とメタンフェタミン感受性概日振動子に影響を及ぼし、PER1がないと周期が変化する。[12]さらに、PER1遺伝子とPER2遺伝子の両方をノックアウトしたマウスは概日リズムを示さない。[13]ラットのSCNへの強くて短い光刺激によってPER1ニューロンの位相シフトが誘発される可能性がある。この光への曝露はPER1 mRNAの増加を引き起こし、PER1遺伝子が哺乳類の生物時計を明暗周期に同調させる上で重要な役割を果たしていることを示唆している。[14]
フィードバックメカニズム
PER1 mRNAはすべての細胞で発現しており、転写-翻訳の負のフィードバック機構の一部として機能し、細胞自律的な分子時計を作り出します。PER1の転写は、プロモーター領域にある5つのEボックスと1つのDボックス要素とのタンパク質相互作用によって制御されます。ヘテロ二量体CLOCK - BMAL1は、PER1プロモーターに存在するEボックス要素を活性化し、さらにPER2、CRY1、CRY2など分子時計の他の構成要素のEボックスプロモーターを活性化します。PER1 mRNA発現の位相は組織によって異なります。[15]転写産物は核を離れ、タンパク質間相互作用を可能にするPASドメインを持つタンパク質に翻訳されます。PER1とPER2はCK1εによってリン酸化され、ユビキチン化と分解が増加します。[16]このリン酸化はPP1ホスファターゼによって阻害され、リン酸化PERのより緩やかな増加と分子時計の周期に対するさらなる制御をもたらす。[17] PER1のリン酸化はロイシンに富む核局在配列のマスキングにもつながり、ヘテロ二量体の輸入を阻害する。[18]
PERは他のPERタンパク質や、Eボックス制御の時計制御タンパク質CRY1およびCRY2と相互作用してヘテロ二量体を形成し、核に移行します。そこでPERはCLOCK-BMALの活性化を阻害します。[19] PER1は概日リズムの形成には必要ありませんが、ホモ接合PER1変異体はmRNA発現の周期が短縮します。[13] PER1はPER2と一緒に変異しないと不整脈を引き起こしますが、2つの翻訳されたPERタンパク質はわずかに異なる役割を持つことが示されており、PER1は他の時計タンパク質との相互作用を通じて優先的に作用します。[20]
臨床的意義
PER1 の発現は細胞周期に重大な影響を及ぼす可能性がある。がんは、多くの場合、細胞の成長と分裂が制御されないことが原因で起こるが、これらは概日リズム機構によって制御される。したがって、細胞の概日リズムは、がん細胞に進行する可能性に大きな役割を果たしている可能性がある。PER1 は、このような概日リズム機構において重要な役割を果たす遺伝子である。特に、その過剰発現は、DNA 損傷誘導性アポトーシスを引き起こす。さらに、PER1 のダウンレギュレーションは、哺乳類における腫瘍の成長を促進する可能性がある。[21] PER1 は、タンパク質ATMおよびChk2とも相互作用する。これらのタンパク質は、細胞周期における重要なチェックポイントタンパク質である。[22]がん患者は per1 の発現が低下している。Gery らは、PER1 発現の調節が将来、がん治療に役立つ可能性があることを示唆している。[23]
遺伝子
オルソログ
以下は他の種におけるPER1遺伝子のいくつかの相同遺伝子のリストである: [24]
- PER1 (ドブネズミ)
- PER1 (ハツカネズミ)
- per1a (ダニオ レリオ)
- PER1 (ホモサピエンス)
- lin-42 (線虫)
- PER1 (ウシ)
- per1b (ダニオ レリオ)
- PER (キイロショウジョウバエ)
- PER1 (アフリカツメガエル)
- PER1 (エクウス・カバルス)
- PER1 (マカク属)
- PER1 (イノシシ)
パラログ
位置
ヒトPER1遺伝子は17番染色体の次の位置に位置する：[25]
- 開始: 8,140,470
- 終了: 8,156,405
- 長さ: 15,936
- エクソン: 24
PER1 には 19 個の転写産物 (スプライス バリアント) があります。
発見
PER1相同遺伝子は、1971 年にロナルド コノプカとシーモア ベンザーによって初めて発見されました。1997 年には、Period 1 (mPer1) と Period 2 (mPer2) 遺伝子が発見されました (Sun et al., 1997 および Albretch et al., 1997)。ショウジョウバエの per との相同性スクリーニングにより、これらの遺伝子が発見されました。これは Sun et al. 1997 によって独立して発見され、RIGUI と命名されました。また Tei et al. 1997 によっても独立して発見され、ショウジョウバエの per とのタンパク質配列の類似性から hper と命名されました。彼らは、マウス相同遺伝子が概日リズム調節因子の特性を持つことを発見しました。それは視交叉上核 ( SCN ) での概日リズム発現、自立振動、および外部光刺激による概日リズム発現の同調を有していました。[26]
参考文献
- ^ abc GRCh38: Ensembl リリース 89: ENSG00000179094 – Ensembl、2017 年 5 月
- ^ abc GRCm38: Ensembl リリース 89: ENSMUSG00000020893 – Ensembl、2017 年 5 月
- ^ 「Human PubMed Reference:」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。
- ^ 「マウス PubMed リファレンス:」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。
- ^ ab Sun ZS、Albrecht U、 Zhuchenko O、Bailey J、Eichele G、 Lee CC (1997年9月)。「RIGUI、ショウジョウバエのperiod遺伝子の推定哺乳類オルソログ」。Cell。90 ( 6 ) : 1003–11。doi : 10.1016/S0092-8674(00)80366-9。PMID 9323128。
- ^ Lamont EW、James FO、Boivin DB 、 Cermakian N (2007 年 9 月)。「概日時計遺伝子発現から病態へ」。Sleep Med。8 (6): 547–56。doi : 10.1016 /j.sleep.2006.11.002。PMID 17395534 。
- ^ Ebling FJ (1996年10月). 「視交叉上核の光調節におけるグルタミン酸の役割」. Prog. Neurobiol . 50 (2–3): 109–32. doi :10.1016/S0301-0082(96)00032-9. PMID 8971980. S2CID 29336791.
- ^ エントレズジェネ5187
- ^ Lim AS、Chang AM、Shulman JM、Raj T、Chibnik LB、Cain SW、Rothamel K、Benoist C、Myers AJ、Czeisler CA、Buchman AS、Bennett DA、Duffy JF、Saper CB、De Jager PL (2012 年 9 月)。「PER1 付近の共通多型と人間の行動リズムのタイミング」。Ann . Neurol . 72 (3): 324–34. doi :10.1002/ana.23636. PMC 3464954. PMID 23034908 。
- ^ Carpen JD、von Schantz M、Smits M、Skene DJ、Archer SN (2006)。「PER1遺伝子のサイレント多型はヒトの極端な昼行性嗜好と関連している」。J. Hum. Genet . 51 (12): 1122–25. doi : 10.1007/s10038-006-0060-y . PMID 17051316。
- ^ 茂吉 Y、マイヤー・バーンスタイン E、八木田 K、フー W、チェン Y、タクミ T、ショットランド P、セーガル A、岡村 H (2002 年 2 月)。 「哺乳類の周期相同体 mPer1 および mPer2 による周期ヌルショウジョウバエ変異体 (per01) における概日行動リズムの回復」。遺伝子細胞。7 (2): 163-71。土井：10.1046/j.1356-9597.2001.00503.x。PMID 11895480。S2CID 8312368 。
- ^ Pendergast JS、Oda GA、Niswender KD、Yamazaki S (2012年8月)。「食物同調性およびメタンフェタミン感受性概日振動子の周期決定」。Proc . Natl. Acad. Sci. USA . 109 ( 35 ): 14218–23。Bibcode :2012PNAS..10914218P。doi : 10.1073 / pnas.1206213109。PMC 3435193。PMID 22891330。
- ^ ab Zheng B、Albrecht U、Kaasik K、Sage M、Lu W、Vaishnav S、Li Q、Sun ZS、Eichele G、Bradley A、Lee CC (2001 年 6 月)。 「哺乳類の概日時計におけるmPer1遺伝子とmPer2遺伝子の非重複的な役割」。セル。105 (5): 683–94。土井：10.1016/S0092-8674(01)00380-4。PMID 11389837。S2CID 17602272 。
- ^ Miyake S, Sumi Y, Yan L, Takekida S, Fukuyama T, Ishida Y, Yamaguchi S, Yagita K, Okamura H (2000年11月). 「ラット視交叉上核における光刺激に対するPer1およびPer2遺伝子の位相依存的応答」Neurosci. Lett . 294 (1): 41–44. doi :10.1016/S0304-3940(00)01545-7. PMID 11044582. S2CID 6241393.
- ^ Yamajuku D, Shibata Y, Kitazawa M, Katakura T, Urata H, Kojima T, Nakata O, Hashimoto S (2010年12月). 「Per1およびPer2転写の異なるタイミングに関与する機能的な時計制御要素の同定」。Nucleic Acids Res . 38 (22): 7964–73. doi :10.1093/nar/gkq678. PMC 3001056 . PMID 20693532.
- ^ キースラー GA、カマチョ F、郭 Y、ヴィルシュップ D、モンダドリ C、ヤオ Z (2000 年 4 月)。 「ヒトカゼインキナーゼIイプシロンによるヒト周期I時計タンパク質のリン酸化と不安定化」。ニューロレポート。11 (5): 951–55。土井：10.1097/00001756-200004070-00011。PMID 10790862。S2CID 30970694 。
- ^ Lee HM、Chen R、Kim H、Etchegaray JP、Weaver DR、Lee C (2011 年 9 月)。「概日時計の周期は、主にカゼインキナーゼ 1 とタンパク質ホスファターゼ 1 のバランスによって決まります」。Proc . Natl. Acad. Sci. USA . 108 (39): 16451–56。Bibcode :2011PNAS..10816451L。doi : 10.1073 / pnas.1107178108 . PMC 3182690 . PMID 21930935。
- ^ Vielhaber EL、Duricka D、Ullman KS、Virshup DM (2001 年 12 月)。「哺乳類 PERIOD タンパク質の核外輸送」。J . Biol. Chem . 276 (49): 45921–27. doi : 10.1074/jbc.M107726200 . PMC 1513547. PMID 11591712 。
- ^ Ko CH, Takahashi JS (2006年10月). 「哺乳類の概日時計の分子成分」. Hum. Mol. Genet . 15 Spec No 2: R271–77. doi : 10.1093/hmg/ddl207 . PMC 3762864. PMID 16987893 .
- ^ Bae K, Jin X, Maywood ES, Hastings MH, Reppert SM, Weaver DR (2001年5月). 「SCN概日時計におけるmPer1、mPer2、mPer3の異なる機能」. Neuron . 30 (2): 525–36. doi : 10.1016/S0896-6273(01)00302-6 . PMID 11395012. S2CID 219582.
- ^ Yang X、Wood PA、Ansell CM、Quiton DF、Oh EY、Du-Quiton J、Hrushesky WJ (2009 年 10 月)。「概日時計遺伝子 Per1 は、一日の特定の時間に癌細胞の増殖と腫瘍の成長を抑制する」。Chronobiol . Int . 26 (7): 1323–39. doi :10.3109/07420520903431301. PMID 19916834. S2CID 474970。
- ^ Buscemi G、Perego P、Carenini N、Nakanishi M、Chessa L、Chen J、Khanna K、Delia D (2004 年 10 月)。「DNA 鎖切断量に関連した ATM および Chk2 キナーゼの活性化」。Oncogene . 23 ( 46): 7691–700. doi : 10.1038/sj.onc.1207986 . PMID 15361830。
- ^ Gery S、Komatsu N、Baldjyan L、Yu A、Koo D、Koeffler HP (2006 年 5 月)。「概日リズム遺伝子 per1 は、ヒト癌細胞における細胞増殖と DNA 損傷制御に重要な役割を果たす」。Mol . Cell . 22 (3): 375–82. doi : 10.1016/j.molcel.2006.03.038 . PMID 16678109。
- ^ 「PER1」。Expression Atlas。欧州分子生物学研究所。2013年。 2013年4月13日閲覧。
- ^ "PER1". NCBI . 2015年. 2015年1月18日閲覧。
- ^ Albrecht U、Sun ZS、Eichele G、Lee CC (1997 年 12 月)。「哺乳類の概日リズム調節因子と推定される 2 つの因子 mper1 と mper2 の光に対する異なる反応」。Cell . 91 (7): 1055–64. doi : 10.1016/S0092-8674(00)80495-X . PMID 9428527. S2CID 16049851。
外部リンク
- 米国国立医学図書館の医学主題標目表(MeSH)における PER1+タンパク質、+ヒト
- PER1イントロンとエクソンに関する詳細情報
- PER1のスプライスバリアント
この記事には、パブリック ドメインである米国国立医学図書館のテキストが組み込まれています。