4.3、光响应基因表达

光激活的感光细胞在细胞中的信号如何？一些报告记录光依赖的MAPK信号通路的激活。在暴露斑马鱼细胞中在pERK、pMEK水平短暂增加光30分钟已被记录[56-58]。这一结果类似的情况在哺乳动物的SCN光信号间接重新铺设视网膜-下丘脑束（RHT）触发NMDA受体激活，进而激活MAPK信号通路在SCN神经元。反过来，该转录因子磷酸化，CREB（cAMP反应元件结合蛋白）以及染色质重塑事件已经提出了光诱导Per1和2基因的活化与小鼠相比是关键步骤和随后的重置[59]。在斑马鱼中，感光器的下游，其耦合信号通路，在大多数组织和细胞系中曝光触发一组时钟基因诱导（Per2和Cry1a）[27.56]。鉴于这些基因在核心时钟机制的作用，它已被预测，这光驱动的转录诱导是带时钟的机制的一个关键部分。这些基因的转录调控机制，以及光引发的细胞内信号转导通路的调节机制，都有被广泛的关注。已记录的系统中最近的一个报告表示利用斑马鱼Per2基因转染斑马鱼细胞以及体内的鱼转基因株系的瞬时表达启动子分析的结果[60]（图3）。这项工作确定了光模块（LRM），由紧密排列的E和D中的元素组成。这个模块是位于靠近转录起始位点，是光驱动的节奏Per2表达的关键。此外，这项研究表明，D中的元素在斑马鱼细胞中作为光驱动的促进剂。一个特定的D盒结合转录因子，在介导光驱动的转录中发现TEF（甲状腺胚胎因子），它是一个关键因素[60]。在随后的工作中，十一个额外的三维盒结合因子在斑马鱼中被确定。有趣的是，九个因素在松果体中表达增强，这意味着他们参与斑马鱼的昼夜时钟机制[61]。以往的研究在小鼠体内有牵连的三维盒结合因子的时钟输出路径的方式是调解时钟控制下游靶基因[62.63]。也有证据表明，这些因素可以通过调节转录的基因对时钟本身元素的具有功能反馈的作用[64]。这项工作在斑马鱼中，这些天的结合因子在光的输入途径，指向他们被紧密耦合的昼夜时钟功能。这一结论表明，D盒在斑马鱼Per2启动子结合其近端E盒在其他脊椎动物物种如大鼠Per2基因启动子高度保守的，老鼠和人–物种缺乏直接光信号外周生物钟[60]。在细胞没有直接的光信号系统的LRM的作用是什么，因此是一个重要的问题。有趣的是，最近的研究表明，在羊的光周期调控促甲状腺激素β亚单位（自制）在垂体的TEF / D盒复合物介导[65]。这些观测表明，在进化的过程中，祖光响应的机制可能被颠覆光以外的信号。

另一个重要的悬而未决的问题涉及是否在本案认定监管Per2相同的机制也可能控制驱动的时钟基因Cry1a其他光。如MAPK通路有牵连的感应区[58]。此外，快速阻尼节MIC表达下面的传递从LD恒条件分为基因调控元件的时钟Cry1a和Per2的持久性[27.60]。然而，在基因的情况下有一些不确定性，这是否包括一个时钟Bmal依赖机制[27.66]。另一项研究也指出了参与指导光诱导表达的增强子和AP1基因[67]。此外，区的光响应是环乙酸铵治疗而Per2光诱导不敏感[67]。因此，它似乎有可能是多个控制元件有助于光驱动的时钟基因的表达，并在基因启动子特定的方式操作。重要的是，有几个线索，光驱动的斑马鱼细胞基因的表达并不局限于其昼夜时钟元素。具体而言，光诱导的基因的表达似乎也有助于对紫外线损伤的核酸的细胞反应。编码DNA修复酶6–4 DNA光解酶的基因，该蛋白家族的同属Cry也是光诱导基因[68]。此外，光是这种酶催化活性的先决条件[69]。证据指向一个类似的机制指导Cry1a和6–4 DNA光解酶光驱动的mRNA的表达[58]。一致的是，当他们长时间的暴露于紫外线辐射下时，曝光似乎提高斑马鱼幼虫和细胞存活率[58.68]。此外，最近的报告记录光引起的变化是在在斑马鱼转录中，证实参与了紫外线损伤的DNA修复基因表达的诱导是直接暴露在光[70.71]。这些研究还指出了在斑马鱼中许多其他方面的细胞生物学的影响光诱导的基因表达[70.71]。