Interaktion von Per- und Dec-Genen im zirkadianen System der Maus
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des Projekts war die Analyse der Interaktion von Per- und Dec-Genen in der Regulation des Schrittmachers der zirkadianen Uhr der Maus. Dazu wurden Per1-, Per2-, Dec1- und Dec2-einzel-, -doppel- und –tripelmutante Mäuse generiert und auf ihren Aktivitätsrhythmus (Laufradverhalten) und molekulare Uhrenfunktion (Expressionsanalyse von Uhrengenen im Nucleus suprachiasmaticus - SCN) hin untersucht. Dabei konnte ein komplexes und spezifisches Zusammenspiel der unterschiedlichen Per- und Dec-Gene in der Regulation der Lichtsynchronisation sowie der Periodizität und Stabilität der Aktivitätsrhythmen unter sog. Freilaufbedingungen, d.h. in Abwesenheit von äußeren Zeitsignalen, festgestellt werden. Diese Verhaltensänderungen konnten mit entsprechenden Veränderungen in der Regulation der Uhrengenexpression im SCN korreliert werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die beiden Dec-Gene eine hohe funktionale Redundanz in ihrer Interaktion mit den Per-Genen aufweisen. Weiterhin ist das Per-Dec-Zusammenspiel besonders bei der Regulation der Phasenlage des Aktivitätsrhythmus wichtig. Doppelmutante Tiere zeigen eine um mehrere Stunden vorverlegte Aktivitätsphase – vergleichbar mit der von Patienten mit Familial advanced sleep phase syndrome. Das Projekt verlief weitestgehend wie geplant. Zwei besondere – und dieser Form nicht antizipierte Ergebnisse sollen hier hervorgehoben werden: (i) Eine zusätzliche Deletion eines Dec-Gens konnte die Instabilität der Uhr in Per2-mutanten Tieren korrigieren. (ii) Es konnte eine aktivierende Wirkung der Dec-Gene auf die Regulation des Bmal1-Gens nachgewiesen werden. Zusammen etablieren unsere Ergebnisse die Rolle der Decs im zirkadianen System der Säuger und zeigen neue funktionelle Verknüpfungen innerhalb der SCN- Uhrenmaschinerie auf.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Advanced light-entrained activity onsets and restored free-running suprachiasmatic nucleus circadian rhythms in Per2/Dec mutant mice. Chronobiol Int. 2011 Nov;28(9):737-50
Bode B, Taneja R, Rossner MJ, Oster H
- Doktorarbeit, GGNB-Programm Systems Neurosciences, Universität Göttingen, 2011: "Genetic interaction of Per- and Dec-genes in the mammalian circadian clock"
Brid Bode
- Genetic interaction of Per1 and Dec1/2 in the regulation of circadian locomotor activity. J Biol Rhythms. 2011 Dec;26(6):530-40
Bode B, Shahmoradi A, Taneja R, Rossner MJ, Oster H
