Navození cirkadiánního rytmu u hlodavců

Abstract

Cirkadiánní hodiny umístěné v suprachiazmatických jádrech (SCN) hypotalamu reagují na změny délky dne, tedy na fotoperiodu, odlišně v různých částech SCN. Cílem studie bylo: i) porovnat účinek dlouhé a krátké fotoperiody se soumrakem s účinkem náhlého přechodu ze světla do tmy na denní profily exprese hodinových genů a jejich proteinových hladin v rostrální, střední a kaudální části SCN u myší; ii) objasnit dynamiku přizpůsobení rytmů exprese hodinových genů ve SCN a v periferních hodinách v játrech, stejně jako rytmu lokomoční aktivity, při přechodu z dlouhé na krátkou fotoperiodu; iii) objasnit, zda a jak rychle mohou být nezralé molekulární hodiny v SCN plodu a novorozence potkana přeprogramovány mateřskými signály; iv) zjistit, kdy a kde ve SCN potkana se během rané postnatální ontogeneze rozvíjí světelná citlivost exprese hodinových genů a porovnat ji s vývojem fotoindukce cfos. K experimentům byli použiti myši a potkani; jejich tkáně byly analyzovány pomocí in situ hybridizace, imunohistochemie a RT-PCR. Výsledky ukázaly, že: i) fotoperioda se soumrakem zajišťuje silnější synchronizaci mezi jednotlivými buněčnými subpopulacemi SCN než fotoperioda s náhlým přechodem, přičemž tento účinek je výraznější při krátké než při dlouhé fotoperiodě; ii) ve SCN a v periferních hodinách v játrech dochází k...

The circadian clock located within the suprachiasmatic nuclei (SCN) of the hypothalamus responds to changes in the duration of day length, i.e. photoperiod, differently in the separate SCN parts. The aim of the study was i) to compare the effect of a long and a short photoperiod with twilight relative to that with rectangular light-to-dark transition on the daily profiles of clock gene expression and their protein levels within the rostral, middle and caudal regions of the mouse SCN; ii) to elucidate the dynamics of adjustment to a change of a long photoperiod to a short photoperiod of clock gene expression rhythms in the mouse SCN and in the peripheral clock in the liver, as well as of the locomotor activity rhythm; iii) to elucidate whether and how swiftly the immature rat fetal and neonatal molecular SCN clocks can be reset by maternal cues and iv) to reveal when and where within the rat SCN the photic sensitivity of clock gene expression develops during the early postnatal ontogenesis and to compare it with development of cfos photoinduction. Mice and rats were used for experiments; their tissues were analyzed by in situ hynridization, immunohistochemistry, RT-PCR. The data indicated that i) the twilight photoperiod provides stronger synchronization among the individual SCN cell subpopulations than the...