4、光信号的外设时钟

4.1、脊椎动物组织探测光

乔takahash-i组第一只时钟基因的克隆钟是脊椎动物生物钟领域的一个里程碑[47]。它的功能作为一个转录因子和它的相似性与果蝇基因的时钟在许多方面为解开灵的脊椎动物和果蝇的时钟机制。对斑马鱼这也是非常重要的一步，因为斑马鱼时钟的同源基因已成为研究这鱼昼夜定时系统组织的第一个工具[35]。在体内的各种斑马鱼组织中时钟的表达时间变化的分析导致的结论是：大多数器官和组织循环时钟基因的表达是一个属性。此外，这些节奏坚持器官外植培养表明他们不是“'driven”全身的线索–但实际上是由自我维持而产生，独立的'peripheral”昼夜节律振荡器[35]。这一结论完全符合小鼠和果蝇的第一个结果，也指向存在的外围时钟[12.48]。在随后的研究中，有个大的惊喜，这些器官培养物被暴露于各种LD周期[11]。显著的外围时钟被持续的，并夹带由劳工处的周期，导致在这脊椎动物，如心脏和肾脏的组织，如直接感光的结论。后来，在马鱼细胞系甚至观察到直接光信号的时钟[11]。因此，培养基条件，如血清冲击，而不是急性的变化[49]，斑马鱼细胞培养非夹带时钟可以在侵入性的暴露于自然信号为：光[50]。在斑马鱼细胞培养中已经建立的节奏，随后慢慢地抑制细胞被转移到恒定的黑暗。利用生物发光报告细胞系抑制单细胞成像，这已被证明是导致从进步不同步的时钟不准确的单细胞[51]。在持续的黑暗期延长期后，细胞显示广泛分布的阶段，并在自由运行期也有明显的随机波动。光照曝光不仅要重置相位，从而同步的单细胞振荡器，但也稳定的周期长度[51]。解释为什么剥夺了斑马鱼的外围时钟的光的结果在逐步随机时钟属性的机制仍不清楚。从研究中得到的证据：Per3::Luc转基因鱼显示外设时钟性能显著的组织特异性差异[52]。时钟参数，从组织到组织如自由运行周期长度，相位，光响应和温度补偿各不相同，可能反映了不同的时钟基因家族成员的差异表达模式。4.2、周围的光感受器

所有这些研究结果提出了根本的问题：什么是或是广泛表达光感受器和他们如何信号时钟吗？做中央心脏起搏器的鱼一样，哺乳动物时钟和协调底层机制是什么？

外周感光体的性质仍然是难以捉摸的。三个可能的候选人被提出的（参见图2）：（1）超视网膜视蛋白。在硬骨鱼类和其他非哺乳动物椎椎动物特有一组视蛋白是广泛表达的基因在视网膜。例如，鱼类多组织（TMT）视蛋白表达于中枢神经系统，甚至在斑马鱼细胞系最外围组织[53]。如何到目前为止，除了同源序列及其表达模式，没有功能的数据确认TMT作为感光视蛋白。与此形成对比的是exorhodopsin功能表征，表现为一个感光调节基因的表达在松果体又有节奏的褪黑激素的生产[54]。（2）晶体。争论涉及晶体是基于几个方面的证据：通过Cry侧神经元在果蝇的感光作用[55]，这一事实的斑马鱼Cry同系物（cry4）骨价接近的序列相似性与果蝇Cry比Cer1和Cer2基因[26]。此外，有报道称蓝光波长和视黄醇的独立感光色素在Per2 mRNA表达上调光的介入[56]。这些观察结果是一致的，一个Cer感光体的参与。（3）三分之一模型表明过氧化氢生产用含有氧化酶黄素照片转换。这一假说源于观察，光触发在斑马鱼Z3细胞过氧化氢的细胞内水平的提高[57]。有人提出，光激活酶如含黄素氧化酶可能触发积累的H 2 O 2在Z3细胞暴露在紫–蓝色波长的光。这就导致了MAPK信号通路的激活，使光依赖基因如Cry1A和Per2基因活化。光也被证明诱导过氧化氢酶的表达，从而预测为下规范的光响应[57]。当然，四分之一的可能性不是一个而是组合独立photorecep Tor系统。