Published June 5, 2024
| Version v1
Publication
Open
Clock gene homologs lin-42 and kin-20 regulate circadian rhythms in C. elegans
Creators
- 1. National University of Quilmes
- 2. University of California, Santa Cruz
- 3. Université du Québec à Montréal
- 4. University of San Andrés
- 5. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 6. University of California, San Diego
- 7. University Medical Center Groningen
Description
Abstract Circadian rhythms are endogenous oscillations in nearly all organisms, from prokaryotes to humans, allowing them to adapt to cyclical environments for close to 24 h. Circadian rhythms are regulated by a central clock, based on a transcription-translation feedback loop. One important protein in the central loop in metazoan clocks is PERIOD, which is regulated in part by Casein kinase 1ε/δ (CK1ε/δ) phosphorylation. In the nematode Caenorhabditis elegans , period and casein kinase 1ε/δ are conserved as lin-42 and kin-20 , respectively. Here, we studied the involvement of lin-42 and kin-20 in the circadian rhythms of the adult nematode using a bioluminescence-based circadian transcriptional reporter. We show that mutations of lin-42 and kin-20 generate a significantly longer endogenous period, suggesting a role for both genes in the nematode circadian clock, as in other organisms. These phenotypes can be partially rescued by overexpression of either gene under their native promoter. Both proteins are expressed in neurons and epidermal seam cells, as well as in other cells. Depletion of LIN-42 and KIN-20, specifically in neuronal cells after development, was sufficient to lengthen the period of oscillating sur-5 expression. Therefore, we conclude that LIN-42 and KIN-20 are critical regulators of the adult nematode circadian clock through neuronal cells.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الإيقاعات اليومية المجردة هي تذبذبات داخلية المنشأ في جميع الكائنات الحية تقريبًا، من بدائيات النوى إلى البشر، مما يسمح لها بالتكيف مع البيئات الدورية لما يقرب من 24 ساعة. يتم تنظيم الإيقاعات اليومية بواسطة ساعة مركزية، بناءً على حلقة التغذية الراجعة لترجمة النسخ. أحد البروتينات المهمة في الحلقة المركزية في ساعات الميتازوان هو الدورة الشهرية، والتي يتم تنظيمها جزئيًا بواسطة فسفرة كيناز الكازين 1 ε/δ (CK1ε/δ). في الديدان الخيطية Caenorhabditis elegans ، يتم حفظ الدورة الشهرية والكازين كيناز 1 ε/δ في صورة lin -42 و kin -20 ، على التوالي. هنا، درسنا مشاركة lin -42 و kin -20 في إيقاعات الساعة البيولوجية للديدان الخيطية البالغة باستخدام مراسل نسخ الساعة البيولوجية القائم على التلألؤ الحيوي. نظهر أن طفرات lin -42 و kin -20 تولد فترة داخلية أطول بكثير، مما يشير إلى دور لكلا الجينين في الساعة البيولوجية للديدان الخيطية، كما هو الحال في الكائنات الحية الأخرى. يمكن إنقاذ هذه الأنماط الظاهرية جزئيًا عن طريق التعبير المفرط عن أي من الجينات تحت مروجها الأصلي. يتم التعبير عن كلا البروتينين في الخلايا العصبية وخلايا التماس البشرة، وكذلك في الخلايا الأخرى. كان استنفاد LIN -42 و KIN -20، وتحديداً في الخلايا العصبية بعد التطور، كافيًا لإطالة فترة التعبير المتذبذب sur -5. لذلك، نستنتج أن LIN -42 و KIN -20 هما منظمان حاسمان للساعة البيولوجية للديدان الخيطية البالغة من خلال الخلايا العصبية.Translated Description (French)
Les rythmes circadiens abstraits sont des oscillations endogènes dans presque tous les organismes, des procaryotes à l'homme, leur permettant de s'adapter à des environnements cycliques pendant près de 24 h. Les rythmes circadiens sont régulés par une horloge centrale, basée sur une boucle de rétroaction transcription-traduction. Une protéine importante dans la boucle centrale des horloges métazoaires est la PÉRIODE, qui est régulée en partie par la phosphorylation de la caséine kinase 1ε/δ (CK1ε/δ). Chez le nématode Caenorhabditis elegans , la période et la caséine kinase 1ε/δ sont conservées comme lin-42 et kin-20 , respectivement. Ici, nous avons étudié l'implication de lin-42 et de kin-20 dans les rythmes circadiens du nématode adulte à l'aide d'un rapporteur transcriptionnel circadien basé sur la bioluminescence. Nous montrons que les mutations de lin-42 et kin-20 génèrent une période endogène significativement plus longue, suggérant un rôle pour les deux gènes dans l'horloge circadienne des nématodes, comme dans d'autres organismes. Ces phénotypes peuvent être partiellement sauvés par la surexpression de l'un ou l'autre gène sous leur promoteur natif. Les deux protéines sont exprimées dans les neurones et les cellules de la veine épidermique, ainsi que dans d'autres cellules. La déplétion de LIN-42 et de KIN-20, en particulier dans les cellules neuronales après le développement, était suffisante pour allonger la période d'expression oscillante de sur-5. Par conséquent, nous concluons que LIN-42 et KIN-20 sont des régulateurs critiques de l'horloge circadienne des nématodes adultes à travers les cellules neuronales.Translated Description (Spanish)
Los ritmos circadianos abstractos son oscilaciones endógenas en casi todos los organismos, desde procariotas hasta humanos, lo que les permite adaptarse a entornos cíclicos durante cerca de 24 h. Los ritmos circadianos están regulados por un reloj central, basado en un bucle de retroalimentación de transcripción-traducción. Una proteína importante en el bucle central en los relojes de metazoos es el PERIODO, que está regulado en parte por la fosforilación de la caseína quinasa 1ε/δ (CK1ε/δ). En el nematodo Caenorhabditis elegans , el periodo y la caseína quinasa 1ε/δ se conservan como lin-42 y kin-20 , respectivamente. Aquí, estudiamos la participación de lin-42 y kin-20 en los ritmos circadianos del nematodo adulto utilizando un indicador transcripcional circadiano basado en bioluminiscencia. Mostramos que las mutaciones de lin-42 y kin-20 generan un período endógeno significativamente más largo, lo que sugiere un papel para ambos genes en el reloj circadiano de los nematodos, como en otros organismos. Estos fenotipos se pueden rescatar parcialmente mediante la sobreexpresión de cualquiera de los genes bajo su promotor nativo. Ambas proteínas se expresan en neuronas y células de la costura epidérmica, así como en otras células. El agotamiento de LIN-42 y KIN-20, específicamente en células neuronales después del desarrollo, fue suficiente para alargar el período de expresión oscilante de sur-5. Por lo tanto, concluimos que LIN-42 y KIN-20 son reguladores críticos del reloj circadiano del nematodo adulto a través de las células neuronales.Files
s41598-024-62303-9.pdf.pdf
Files
(2.8 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:c451ceedea0d9fc7d89975a9e98c2546
|
2.8 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- ينظم جين الساعة المتجانس lin -42 و kin -20 إيقاعات الساعة البيولوجية في C. elegans
- Translated title (French)
- Les homologues du gène d'horloge lin-42 et kin-20 régulent les rythmes circadiens chez C. elegans
- Translated title (Spanish)
- Los homólogos del gen del reloj lin-42 y kin-20 regulan los ritmos circadianos en C. elegans
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4399362995
- DOI
- 10.1038/s41598-024-62303-9
References
- https://openalex.org/W1501366749
- https://openalex.org/W1581412826
- https://openalex.org/W1629086938
- https://openalex.org/W1889401850
- https://openalex.org/W1964636649
- https://openalex.org/W1974029259
- https://openalex.org/W1977037548
- https://openalex.org/W1980155359
- https://openalex.org/W1985169370
- https://openalex.org/W1988077081
- https://openalex.org/W1990361088
- https://openalex.org/W1991430451
- https://openalex.org/W1992726958
- https://openalex.org/W2002194114
- https://openalex.org/W2009135996
- https://openalex.org/W2020616098
- https://openalex.org/W2021229976
- https://openalex.org/W2022361533
- https://openalex.org/W2035449670
- https://openalex.org/W2039103586
- https://openalex.org/W2039283152
- https://openalex.org/W2040870891
- https://openalex.org/W2043626617
- https://openalex.org/W2046806046
- https://openalex.org/W2052000196
- https://openalex.org/W2053987905
- https://openalex.org/W2081027705
- https://openalex.org/W2082846873
- https://openalex.org/W2085902610
- https://openalex.org/W2090816060
- https://openalex.org/W2103920879
- https://openalex.org/W2108921801
- https://openalex.org/W2110994317
- https://openalex.org/W2113408475
- https://openalex.org/W2114108518
- https://openalex.org/W2124026197
- https://openalex.org/W2132453098
- https://openalex.org/W2134556357
- https://openalex.org/W2140315679
- https://openalex.org/W2147168982
- https://openalex.org/W2148106788
- https://openalex.org/W2149030705
- https://openalex.org/W2160405880
- https://openalex.org/W2163341755
- https://openalex.org/W2164824098
- https://openalex.org/W2172886986
- https://openalex.org/W2506677186
- https://openalex.org/W2532937293
- https://openalex.org/W2537388355
- https://openalex.org/W2551542870
- https://openalex.org/W2567503091
- https://openalex.org/W2600383617
- https://openalex.org/W2806830440
- https://openalex.org/W2886900501
- https://openalex.org/W2888221384
- https://openalex.org/W2988057850
- https://openalex.org/W2991440671
- https://openalex.org/W2996934681
- https://openalex.org/W3018269749
- https://openalex.org/W3092852926
- https://openalex.org/W3123739312
- https://openalex.org/W3127964897
- https://openalex.org/W3158242012
- https://openalex.org/W3180956051
- https://openalex.org/W4210309881
- https://openalex.org/W4210586598
- https://openalex.org/W4295847395
- https://openalex.org/W4297370254
- https://openalex.org/W4301119686
- https://openalex.org/W4317651334
- https://openalex.org/W4381802526
- https://openalex.org/W4392230107