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Generation of Dispersed Presomitic Mesoderm Cell Cultures for Imaging of the Zebrafish Segmentation Clock in Single Cells

Segmentation is a  periodic and sequential morphogenetic process in vertebrates. This rhythmic  formation of blocks of tissue called somites along the ...

Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics

Circadian rhythms are modeled as reliable and self-sustained oscillations generated by single cells. The mammalian suprachiasmatic nucleus (SCN) keeps near 24-h time in vivo and in vitro, but the identity of the individual cellular pacemakers is unknown. We tested the hypothesis that circadian cycling is intrinsic to a unique class of SCN neurons by measuring firing rate or Period2 gene expression in single neurons. We found that fully isolated SCN neurons can sustain circadian cycling for at least 1 week. Plating SCN neurons at <100 cells/mm(2) eliminated synaptic inputs and revealed circadian neurons that contained arginine vasopressin (AVP) or vasoactive intestinal polypeptide (VIP) or neither. Surprisingly, arrhythmic neurons (nearly 80% of recorded neurons) also expressed these neuropeptides. Furthermore, neurons were observed to lose or gain circadian rhythmicity in these dispersed cell cultures, both spontaneously and in response to forskolin stimulation. In SCN explants treated with tetrodotoxin to block spike-dependent signaling, neurons gained or lost circadian cycling over many days. The rate of PERIOD2 protein accumulation on the previous cycle reliably predicted the spontaneous onset of arrhythmicity. We conclude that individual SCN neurons can generate circadian oscillations; however, there is no evidence for a specialized or anatomically localized class of cell-autonomous pacemakers. Instead, these results indicate that AVP, VIP, and other SCN neurons are intrinsic but unstable circadian oscillators that rely on network interactions to stabilize their otherwise noisy cycling.

Intrinsic, nondeterministic circadian rhythm generation in identified mammalian neurons.

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&#x901F;&#x5EA6;&#x54CD;&#x5E94;&#x66F2;&#x7EBF;&#x5728;&#x663C;&#x591C;&#x8282;&#x5F8B;&#x65F6;&#x95F4;&#x949F;&#x652F;&#x6301;&#x8FDE;&#x7EED;&#x5939;&#x5E26;&#x7684;&#x4F5C;&#x7528;&#x3002;

Circadian clocks drive endogenous oscillations in organisms across the tree of life. The Earth's daily light/dark cycle entrains these clocks to the environment. Two major theories of light entrainment have been presented in the literature. The discrete theory emphasizes the instantaneous phase-shifting behavior of short pulses of light, and the continuous theory emphasizes changes to the period of oscillations in constant-light conditions. Historically, the primary tool for predicting and understanding discrete entrainment has been the PRC, which measures discrete adjustments to the clock's phase. The authors present a unified theory, which relies on a velocity response curve (VRC), similar in shape to a PRC, but that describes continuous adjustments to the clock's speed. The VRC explains data from both discrete and continuous light experiments and is therefore an invaluable tool to understand entrainment. The authors relate VRC features to specific entrainment behaviors, such as seasonal adjustments to the phase of entrainment. Furthermore, they estimate a VRC from PRC data and successfully reproduce additional PRC data. Finally, they entrain a VRC-based model to natural light/dark cycles, demonstrating the unified theory's ability to predict clock behavior in the face of a fluctuating signal. The results indicate that a VRC-based model not only provides a comprehensive understanding of entrainment but also has excellent predictive capabilities.

Velocity response curves support the role of continuous entrainment in circadian clocks.

Horloges circadiennes conduire oscillations endog&egrave;nes chez les organismes dans l&#39;ensemble de l&#39;arbre de vie. De la terre cycle lumi&egrave;re/obscurit&eacute; quotidien entra&icirc;ne ces horloges &agrave; l&#39;environnement. Deux grandes th&eacute;ories d&#39;entra&icirc;nement l&eacute;ger ont &eacute;t&eacute; pr&eacute;sent&eacute;s dans la litt&eacute;rature. La th&eacute;orie discr&egrave;te met l&#39;accent sur le comportement de d&eacute;phaseurs instantan&eacute; de courtes impulsions de lumi&egrave;re, et la th&eacute;orie continue met l&#39;accent sur les changements &agrave; la p&eacute;riode des oscillations dans des conditions de luminosit&eacute; constante. Historiquement, le principal outil pour pr&eacute;voir et comprendre l&#39;entra&icirc;nement discr&egrave;te est la R&eacute;publique populaire de Chine, qui mesure les ajustements discrets &agrave; la phase de l&#39;horloge. Les auteurs pr&eacute;sentent une th&eacute;orie unifi&eacute;e, qui repose sur une courbe de r&eacute;ponse v&eacute;locit&eacute; (RVC), une forme semblable &agrave; une CRP, mais qui d&eacute;crit des ajustements continus &agrave; la vitesse de l&#39;horloge. Le VRC explique donn&eacute;es de discrete et continue de la lumi&egrave;re des exp&eacute;riences et est donc un outil pr&eacute;cieux pour comprendre l&#39;entra&icirc;nement. Les auteurs ont trait caract&eacute;ristiques VRC aux comportements d&#39;entra&icirc;nement sp&eacute;cifique, tels que des ajustements saisonniers &agrave; la phase d&#39;entra&icirc;nement. En outre, ils estiment un VRC de donn&eacute;es RPC et reproduisent correctement des donn&eacute;es suppl&eacute;mentaires de R&eacute;publique populaire de Chine. Enfin, ils monter un VRC mod&egrave;le aux cycles naturels de la lumi&egrave;re/obscurit&eacute;, d&eacute;montrant la capacit&eacute; de la th&eacute;orie unifi&eacute;e pour pr&eacute;dire le comportement d&#39;horloge face &agrave; un signal fluctuant. Les r&eacute;sultats indiquent qu&#39;un mod&egrave;le VRC non seulement fournit une compr&eacute;hension globale de l&#39;entra&icirc;nement, mais dispose &eacute;galement d&#39;excellentes capacit&eacute;s pr&eacute;dictives.

Courbes de r&eacute;ponse de vitesse prend en charge le r&ocirc;le de l&#39;entra&icirc;nement continu dans les horloges circadiennes.

Circadiane Uhren fahren endogene Oszillationen in Organismen &uuml;ber den Baum des Lebens. Der Erde pro Tag hell-dunkel-Zyklus bindet diese Uhren f&uuml;r die Umwelt. Zwei gro&szlig;e Theorien der leichten Entrainment wurden in der Literatur vorgestellt. Die diskrete Theorie betont das momentane Phasenverschiebung Verhalten der kurzen Impulse des Lichtes und die kontinuierliche Theorie hebt &Auml;nderungen an den Zeitraum der Schwingungen bei konstanten Lichtverh&auml;ltnissen. In der Vergangenheit wurde das wichtigste Tool f&uuml;r die Vorhersage und Verst&auml;ndnis diskrete Mitnahme der VR China, die diskrete Anpassungen an die Uhr Phase misst. Die Autoren pr&auml;sentieren eine vereinheitlichte Theorie, die st&uuml;tzt sich auf eine Geschwindigkeit Response-Kurve (VRC), in Form einer PRC &auml;hnlich, aber, die kontinuierliche Anpassung der Taktfrequenz beschreibt. Die VRC erkl&auml;rt Daten aus sowohl diskrete und kontinuierliche Licht experimentiert und ist daher ein wertvolles Instrument zur Mitnahme zu verstehen. Die Autoren betreffen bestimmte Mitnahme Verhaltensweisen, z. B. saisonale Anpassungen der Phase der Entrainment VRC-Funktionen. Dar&uuml;ber hinaus sie sch&auml;tzen ein VRC aus VR China Daten und zus&auml;tzliche PRC-Daten erfolgreich zu reproduzieren. Schlie&szlig;lich verladen sie ein VRC basierendes Modell nat&uuml;rlichen hell-dunkel-Zyklen, Nachweis der vereinheitlichte Theorie F&auml;higkeit Uhr Verhalten angesichts einer schwankenden Signal vorauszusagen. Die Ergebnisse zeigen, dass ein VRC basierendes Modell ein umfassendes Verst&auml;ndnis der Mitnahme bietet nicht nur sondern auch hervorragende Vorhersagef&auml;higkeiten hat.

Geschwindigkeit-Wirkungskurven unterst&uuml;tzen die Rolle der kontinuierlichen Entrainment circadian Uhren.

Gli orologi circadiani endogene oscillazioni in organismi auto attraverso l&#39;albero della vita. La terra ciclo giornaliero luce/buio entrains questi orologi per l&#39;ambiente. Due teorie principali della luce trascinamenti sono state presentate in letteratura. La teoria discreta sottolinea il comportamento di spostamento di fase istantaneo di brevi impulsi di luce, e la teoria di continua evidenzia modifiche al periodo delle oscillazioni in condizioni di luce costante. Storicamente, lo strumento principale per la previsione e comprensione discreta entrainment &egrave; stato il PRC, che misura discrete regolazione di fase dell&#39;orologio. Gli autori presentano una teoria unificata, che si basa su una curva di risposta velocity (VRC), simile nella forma di un PRC, ma che descrive continui adeguamenti a velocit&agrave; di clock. Il VRC spiega dati dalla luce discreto e continuo esperimenti e pertanto sono uno strumento prezioso per comprendere il trascinamento. Gli autori riferiscono caratteristiche VRC a comportamenti specifici trascinamenti, quali aggiustamenti stagionali per la fase di trascinamento. Inoltre, essi stimano un VRC dai dati di PRC e riprodurre correttamente dati aggiuntivi di PRC. Infine, essi Train un modello basato su VRC ai cicli naturali di luce/buio, dimostrando la capacit&agrave; della teoria unificata di prevedere il comportamento di orologio a fronte di un segnale fluttuante. I risultati indicano che un modello basato su VRC non solo fornisce una comprensione completa del trascinamento ma ha anche ottime capacit&agrave; predittiva.

Curve di risposta velocit&agrave; supportano il ruolo di trascinamento continuo in orologi circadiani.

&#x6982;&#x65E5;&#x6642;&#x8A08;&#x5185;&#x56E0;&#x6027;&#x632F;&#x52D5;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x751F;&#x7269;&#x9593;&#x3067;&#x751F;&#x547D;&#x306E;&#x6728;&#x3092;&#x30C9;&#x30E9;&#x30A4;&#x30D6;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5730;&#x7403;&#x306E;&#x6BCE;&#x65E5;&#x306E;&#x5149;/&#x6697;&#x3044;&#x30B5;&#x30A4;&#x30AF;&#x30EB;&#x65E5;&#x6B69;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C3;&#x30AF;&#x3092;&#x74B0;&#x5883;&#x3002;2 &#x3064;&#x306E;&#x4E3B;&#x8981;&#x306A;&#x7406;&#x8AD6;&#x5149;&#x5F15;&#x8FBC;&#x307F;&#x306E;&#x6587;&#x5B66;&#x3067;&#x63D0;&#x793A;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x96E2;&#x6563;&#x7406;&#x8AD6;&#x5149;&#x3001;&#x77ED;&#x3044;&#x30D1;&#x30EB;&#x30B9;&#x306E;&#x77AC;&#x6642;&#x4F4D;&#x76F8;&#x30B7;&#x30D5;&#x30C8;&#x52D5;&#x4F5C;&#x3092;&#x5F37;&#x8ABF;&#x3059;&#x308B;&#x3001;&#x5B9A;&#x6570;&#x30E9;&#x30A4;&#x30C8;&#x6761;&#x4EF6;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x632F;&#x52D5;&#x306E;&#x671F;&#x9593;&#x306E;&#x5909;&#x66F4;&#x9023;&#x7D9A;&#x306E;&#x7406;&#x8AD6;&#x3092;&#x91CD;&#x8996;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6B74;&#x53F2;&#x7684;&#x306B;&#x3001;&#x4E88;&#x6E2C;&#x3068;&#x96E2;&#x6563;&#x306E;&#x5F15;&#x304D;&#x8FBC;&#x307F;&#x73FE;&#x8C61;&#x306E;&#x7406;&#x89E3;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x4E3B;&#x8981;&#x306A;&#x30C4;&#x30FC;&#x30EB;&#x306F;&#x96E2;&#x6563;&#x8ABF;&#x6574;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C3;&#x30AF;&#x306E;&#x4F4D;&#x76F8;&#x3092;&#x6E2C;&#x5B9A; PRC &#x3092;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x8457;&#x8005;&#x304C; PRC &#x306B;&#x5F62;&#x304C;&#x4F3C;&#x3066;&#x901F;&#x5EA6;&#x5FDC;&#x7B54;&#x66F2;&#x7DDA; &#xFF08;VRC&#xFF09; &#x306B;&#x4F9D;&#x5B58;&#x304C;&#x9023;&#x7D9A;&#x8ABF;&#x6574;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C3;&#x30AF;&#x306E;&#x901F;&#x5EA6;&#x3092;&#x8A18;&#x8FF0;&#x3059;&#x308B;&#x7D71;&#x4E00;&#x7406;&#x8AD6;&#x3092;&#x63D0;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;VRC &#x306F;&#x96E2;&#x6563;&#x3068;&#x9023;&#x7D9A;&#x5149;&#x304B;&#x3089;&#x30C7;&#x30FC;&#x30BF;&#x306E;&#x5B9F;&#x9A13;&#x3057;&#x305F;&#x304C;&#x3063;&#x3066;&#x5F15;&#x304D;&#x8FBC;&#x307F;&#x73FE;&#x8C61;&#x3092;&#x7406;&#x89E3;&#x3059;&#x308B;&#x8CB4;&#x91CD;&#x306A;&#x30C4;&#x30FC;&#x30EB;&#x306B;&#x3064;&#x3044;&#x3066;&#x8AAC;&#x660E;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x8457;&#x8005; VRC &#x6A5F;&#x80FD;&#x5B63;&#x7BC0;&#x8ABF;&#x6574;&#x3092;&#x5F15;&#x304D;&#x8FBC;&#x307F;&#x306E;&#x30D5;&#x30A7;&#x30FC;&#x30BA;&#x306A;&#x3069;&#x306E;&#x7279;&#x5B9A;&#x306E;&#x540C;&#x8ABF;&#x884C;&#x52D5;&#x306B;&#x95A2;&#x9023;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3055;&#x3089;&#x306B;&#x3001;&#x5F7C;&#x3089;&#x306F; VRC PRC &#x30C7;&#x30FC;&#x30BF;&#x304B;&#x3089;&#x63A8;&#x5B9A;&#x3057;&#x3001;&#x6B63;&#x5E38;&#x306B; PRC &#x306E;&#x8FFD;&#x52A0;&#x30C7;&#x30FC;&#x30BF;&#x3092;&#x518D;&#x73FE;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6700;&#x5F8C;&#x306B;&#x3001;&#x5F7C;&#x3089;&#x306F;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C3;&#x30AF;&#x52D5;&#x4F5C;&#x5909;&#x52D5;&#x4FE1;&#x53F7;&#x306B;&#x76F4;&#x9762;&#x3057;&#x3066;&#x4E88;&#x6E2C;&#x3059;&#x308B;&#x7D71;&#x4E00;&#x7406;&#x8AD6;&#x306E;&#x80FD;&#x529B;&#x3092;&#x793A;&#x3059; VRC &#x30D9;&#x30FC;&#x30B9;&#x306E;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x81EA;&#x7136;&#x306E;&#x5149;/&#x6697;&#x3044;&#x30B5;&#x30A4;&#x30AF;&#x30EB;&#x306B;&#x540C;&#x8ABF;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x7D50;&#x679C; VRC &#x30D9;&#x30FC;&#x30B9;&#x306E;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x3060;&#x3051;&#x3067;&#x306A;&#x304F;&#x30A8;&#x30F3;&#x30C8;&#x30EC;&#x30A4;&#x30F3;&#x30E1;&#x30F3;&#x30C8;&#x306E;&#x5305;&#x62EC;&#x7684;&#x7406;&#x89E3;&#x3092;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x512A;&#x308C;&#x305F;&#x4E88;&#x6E2C;&#x6A5F;&#x80FD;&#x3082;&#x3042;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x901F;&#x5EA6;&#x5FDC;&#x7B54;&#x66F2;&#x7DDA;&#x306E;&#x6982;&#x65E5;&#x6642;&#x8A08;&#x9023;&#x7D9A;&#x5F15;&#x8FBC;&#x307F;&#x306E;&#x5F79;&#x5272;&#x3092;&#x30B5;&#x30DD;&#x30FC;&#x30C8;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

Circadian &#xC2DC;&#xACC4; &#xC0DD;&#xBA85;&#xC758; &#xB098;&#xBB34;&#xC5D0; &#xAC78;&#xCCD0; &#xC720;&#xAE30; &#xCCB4;&#xC5D0; &#xB0B4; &#xC0DD; &#xC9C4;&#xB3D9; &#xB4DC;&#xB77C;&#xC774;&#xBE0C;. &#xC9C0;&#xAD6C;&#xC758; &#xC77C;&#xC77C; &#xBE5B;/&#xC5B4;&#xB460; &#xC0AC;&#xC774;&#xD074; entrains &#xD658;&#xACBD;&#xC5D0;&#xC774; &#xC2DC;&#xACC4;. &#xBE5B; &#xC720;&#xC785;&#xC758; &#xB450; &#xAC00;&#xC9C0; &#xC8FC;&#xC694; &#xC774;&#xB860; &#xBB38;&#xD559;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC81C;&#xC2DC; &#xB41C;. &#xAC1C;&#xBCC4; &#xC774;&#xB860;, &#xBE5B;&#xC758; &#xC9E7;&#xC740; &#xD384;&#xC2A4;&#xC758; &#xC21C;&#xAC04; &#xC774;&#xB3D9; &#xD558;&#xB294; &#xB2E8;&#xACC4; &#xB3D9;&#xC791;&#xC744; &#xAC15;&#xC870; &#xD558; &#xACE0; &#xC9C0;&#xC18D;&#xC801;&#xC778; &#xC774;&#xB860; &#xAC15;&#xC870; &#xC0C1;&#xC218; &#xBE5B; &#xC870;&#xAC74;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC9C4;&#xB3D9;&#xC758; &#xAE30;&#xAC04;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xBCC0;&#xACBD;. &#xC5ED;&#xC0AC;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C;, &#xC608;&#xCE21; &#xBC0F; &#xAC1C;&#xBCC4; entrainment&#xB97C; &#xC774;&#xD574; &#xD558;&#xAE30; &#xC704;&#xD55C; &#xAE30;&#xBCF8; &#xB3C4;&#xAD6C; &#xD074;&#xB85D;&#xC758; &#xB2E8;&#xACC4;&#xB85C; &#xAC1C;&#xBCC4; &#xC870;&#xC815; &#xCE21;&#xC815; &#xD558;&#xB294; &#xC911;&#xD654; &#xC778;&#xBBFC; &#xACF5;&#xD654;&#xAD6D; &#xB418;&#xC5C8;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC800;&#xC790; &#xD1B5;&#xD569;&#xB41C; &#xC774;&#xB860;, &#xC911;&#xD654; &#xC778;&#xBBFC; &#xACF5;&#xD654;&#xAD6D;, &#xBAA8;&#xC591;&#xC5D0; &#xBE44;&#xC2B7;&#xD55C; &#xC18D;&#xB3C4; &#xC751;&#xB2F5; &#xACE1;&#xC120; (VRC)&#xC5D0; &#xC758;&#xC874; &#xD558; &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xC124;&#xBA85; &#xD558;&#xB294; &#xD074;&#xB85D;&#xC758; &#xC18D;&#xB3C4;&#xB85C; &#xC5F0;&#xC18D; &#xC870;&#xC815; &#xC81C;&#xC2DC;. VRC &#xBD88;&#xC5F0;&#xC18D; &#xBC0F; &#xC5F0;&#xC18D; &#xBE5B;&#xC5D0;&#xC11C; &#xB370;&#xC774;&#xD130; &#xC124;&#xBA85; &#xC2E4;&#xD5D8; &#xB530;&#xB77C;&#xC11C; entrainment &#xC774;&#xD574; &#xD558;&#xB294; &#xADC0;&#xC911; &#xD55C; &#xB3C4;&#xAD6C;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC800;&#xC790; VRC &#xAE30;&#xB2A5; entrainment &#xB2E8;&#xACC4;&#xB85C; &#xACC4;&#xC808; &#xC870;&#xC815; &#xB4F1; &#xD2B9;&#xC815; entrainment &#xB3D9;&#xC791;&#xC5D0; &#xAD00;&#xB828; &#xB41C;. &#xB610;&#xD55C;, &#xADF8;&#xB4E4;&#xC740; PRC &#xB370;&#xC774;&#xD130;&#xC5D0;&#xC11C; VRC &#xCD94;&#xC815; &#xBC0F; &#xCD94;&#xAC00; PRC &#xB370;&#xC774;&#xD130;&#xB97C; &#xC131;&#xACF5;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xC7AC;&#xD604;. &#xB9C8;&#xC9C0;&#xB9C9;&#xC73C;&#xB85C;, &#xADF8;&#xB4E4;&#xC740; &#xC790;&#xC5F0; &#xBE5B;/&#xC5B4;&#xB460; &#xC0AC;&#xC774;&#xD074;&#xC744; VRC &#xAE30;&#xBC18; &#xBAA8;&#xB378; &#xBCC0;&#xB3D9; &#xC2E0;&#xD638; &#xC5BC;&#xAD74; &#xC2DC;&#xACC4; &#xB3D9;&#xC791;&#xC744; &#xC608;&#xCE21; &#xD558;&#xB294; &#xD1B5;&#xD569;&#xB41C; &#xC774;&#xB860; &#xB2A5;&#xB825;&#xC744; &#xBCF4;&#xC5EC;&#xC8FC;&#xB294; &#xB04C;&#xACE0;&#xAC00; &#xB2E4;. &#xACB0;&#xACFC; &#xD45C;&#xC2DC; VRC &#xAE30;&#xBC18; &#xBAA8;&#xB378; &#xBFD0;&#xB9CC; &#xC544;&#xB2C8;&#xB77C; &#xC720;&#xC785;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD3EC;&#xAD04;&#xC801;&#xC778; &#xC774;&#xD574;&#xB97C; &#xC81C;&#xACF5; &#xD558;&#xC9C0;&#xB9CC; &#xB610;&#xD55C; &#xB6F0;&#xC5B4;&#xB09C; &#xC608;&#xCE21; &#xB2A5;&#xB825;&#xC744; &#xD588;&#xB2E4;.

&#xC18D;&#xB3C4; &#xC751;&#xB2F5; &#xACE1;&#xC120; circadian &#xC2DC;&#xACC4;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC5F0;&#xC18D; &#xC720;&#xC785;&#xC758; &#xC5ED;&#xD560;&#xC744; &#xC9C0;&#xC6D0;.

Relojes circadianos conducen oscilaciones end&oacute;genas en los organismos a trav&eacute;s del &aacute;rbol de la vida. De la tierra arrastra el ciclo diario de luz/oscuridad estos relojes con el medio ambiente. Dos teor&iacute;as principales de arrastre de luz han sido presentadas en la literatura. La teor&iacute;a discreta hace hincapi&eacute; en el comportamiento de desfasaje instant&aacute;neo de pulsos cortos de luz, y la teor&iacute;a continua hace hincapi&eacute; en los cambios en el per&iacute;odo de oscilaciones en condiciones de luz constante. Hist&oacute;ricamente, la principal herramienta para predecir y entender arrastre discreta ha sido el PRC, que mide discretos ajustes a la fase del reloj. Los autores presentan una teor&iacute;a unificada, que se basa en una curva de respuesta de velocidad (VRC), similar en forma a una Rep&uacute;blica Popular de China, pero que describe continuos ajustes a la velocidad del reloj. El VRC explica datos de luz tanto discreta y continua experiencias y por lo tanto son una valiosa herramienta para entender el arrastre. Los autores refieren a caracter&iacute;sticas VRC a comportamientos espec&iacute;ficos de arrastre, como los ajustes estacionales a la fase de arrastre. Adem&aacute;s, estimar un VRC de datos PRC y reproducir con &eacute;xito datos adicionales del PRC. Finalmente, ellos arrastrar un modelo basado en VRC a ciclos naturales de luz/oscuridad, demostrando capacidad de la teor&iacute;a unificada para predecir el comportamiento del reloj frente a una se&ntilde;al fluctuante. Los resultados indican que un modelo basado en VRC no s&oacute;lo proporciona una comprensi&oacute;n integral de arrastre, sino que tambi&eacute;n tiene excelentes capacidades predictivas.

Curvas de respuesta de velocidad apoyan la funci&oacute;n de arrastre continuo en relojes circadianos.

&#x89C6;&#x4EA4;&#x53C9;&#x4E0A;&#x6838; &#xFF08;SCN&#xFF09; &#x4E2D;&#x7684;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x663E;&#x793A;&#x663E;&#x8457;&#x7684;&#x7CBE;&#x5EA6;&#xFF0C;&#x540C;&#x65F6;&#x6216;&#x8005;&#x7269;&#x7406;&#x6216;&#x5316;&#x5B66;&#x89E3;&#x8026;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x7684;&#x6BCF;&#x4E2A;&#x5176;&#x4ED6;&#x5468;&#x671F;&#x7684;&#x53D8;&#x5316;&#x4F1A;&#x5BFC;&#x81F4;&#x6025;&#x5267;&#x589E;&#x52A0;&#x3002;&#x5728;&#x4EE5;&#x524D;&#x7684;&#x7814;&#x7A76;&#x5DF2;&#x5F52;&#x7C7B;&#x4E3A;&#x5FC3;&#x5F8B;&#x5931;&#x5E38;&#x6216;&#x663C;&#x591C;&#x8282;&#x5F8B;&#x7684;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#xFF0C;&#x6211;&#x4EEC;&#x5C0F;&#x6CE2;&#x5206;&#x6790;&#x63ED;&#x793A;&#x51FA;&#x5355;&#x4E2A;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#xFF0C;&#x5220;&#x9664;&#x4ECE;&#x7F51;&#x7EDC;&#x4EA4;&#x4E92;&#x65F6;&#x95F4;&#x6B47;&#x6027;&#x5730;&#x8868;&#x8FBE;&#x663C;&#x591C;&#x8282;&#x5F8B;&#x548C;/&#x6216;&#x66F4;&#x957F;&#x65F6;&#x95F4;&#x7684; infradian &#x671F;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x91CD;&#x73B0;&#x671F;&#x5206;&#x5E03;&#x7279;&#x6027;&#x89E3;&#x8026; SCN &#x7EC6;&#x80DE;&#x7684;&#x968F;&#x673A;&#x6A21;&#x578B;&#x7684;&#x5206;&#x5C94; Bmal1 &#x8F6C;&#x5F55;&#x9547;&#x538B;&#x5728;&#x9644;&#x8FD1;&#x7684;&#x89E3;&#x8026; SCN &#x5355;&#x5143;&#x683C;&#x3002;&#x8FD9;&#x8868;&#x660E;&#x53EF;&#x80FD; 2 &#x632F;&#x8361;&#x673A;&#x5236;&#x4E4B;&#x95F4;&#x5207;&#x6362;&#x7684;&#x89E3;&#x8026;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#xFF1A; &#x86CB;&#x767D;&#x95F4;&#x63A5;&#x8D1F;&#x9762;&#x7684;&#x53CD;&#x9988;&#x610F;&#x89C1;&#x5BF9;&#x8868;&#x8FBE;&#x7684;&#x590D;&#x6742; %-&#x54ED;&#x6BCF; Cry &#x57FA;&#x56E0;&#x548C;&#x8D1F;&#x53CD;&#x9988;&#x7684;&#x65F6;&#x949F; BMAL1 Bmal1 &#x57FA;&#x56E0;&#x7684;&#x8868;&#x8FBE;&#x4E0A;&#x3002;&#x9700;&#x8981;&#x4ECE;&#x8026;&#x5408; SCN &#x7EC6;&#x80DE;&#x7684;&#x7A33;&#x5B9A;&#x7CBE;&#x5EA6;&#x5207;&#x6362;&#x5230;&#x4E0D;&#x7A33;&#x5B9A;&#x632F;&#x8361;&#x89E3;&#x8026;&#x7684;&#x5355;&#x4E2A;&#x5355;&#x5143;&#x683C;&#xFF0C;&#x4F7F;&#x6B64;&#x901F;&#x7387;&#x5E38;&#x6570;&#x7684;&#x7406;&#x60F3;&#x76EE;&#x6807;&#x4E3A;&#x7EC6;&#x80DE;&#x4FE1;&#x53F7;&#x5728; SCN&#xFF0C;&#x8BE5;&#x6A21;&#x578B;&#x662F;&#x8FD1;&#x8FD9;&#x5206;&#x5C94;&#x70B9;&#xFF0C;&#x53EA;&#x6709;&#x5C0F; Bmal1 &#x8F6C;&#x5F55;&#x9547;&#x538B;&#x7684;&#x53D8;&#x5316;&#x7279;&#x522B;&#x654F;&#x611F;&#x3002;

&#x5C0F;&#x6CE2;&#x6D4B;&#x91CF;&#x8868;&#x660E;&#x54FA;&#x4E73;&#x52A8;&#x7269;&#x663C;&#x591C;&#x8282;&#x5F8B;&#x6027;&#x795E;&#x7ECF;&#x5143;&#x7684;&#x671F;&#x95F4;&#x4E0D;&#x7A33;&#x5B9A;&#x7684;&#x539F;&#x56E0;&#x3002;

Cells in the suprachiasmatic nucleus (SCN) display remarkable precision, while either physically or chemically decoupling these cells from each other leads to a dramatic increase in period-to-period variability. Where previous studies have classified cells as either arrhythmic or circadian, our wavelet analysis reveals that individual cells, when removed from network interactions, intermittently express circadian and/or longer infradian periods. We reproduce the characteristic period distribution of uncoupled SCN cells with a stochastic model of the uncoupled SCN cell near a bifurcation in Bmal1 transcription repression. This suggests that the uncoupled cells may be switching between 2 oscillatory mechanisms: the indirect negative feedback of protein complex PER-CRY on the expression of Per and Cry genes, and the negative feedback of CLOCK-BMAL1 on the expression of the Bmal1 gene. The model is particularly sensitive near this bifurcation point, with only a small change in Bmal1 transcription repression needed to switch from the stable precision of coupled SCN cells to the unstable oscillations of decoupled individual cells, making this rate constant, an ideal target for cell signaling in the SCN.

Wavelet measurement suggests cause of period instability in mammalian circadian neurons.

Les cellules dans le noyau suprachiasmatic (SCN) affichent une pr&eacute;cision remarquable, tout en soit physiquement ou chimiquement d&eacute;coupler ces cellules les uns des autres conduit &agrave; une augmentation spectaculaire en p&eacute;riode de variabilit&eacute;. Lorsque des &eacute;tudes ant&eacute;rieures ont class&eacute; cellules arythmiques ou circadienne, notre analyse par ondelettes r&eacute;v&egrave;le que les cellules individuelles, lorsque retir&eacute;s des interactions de r&eacute;seau, expriment par intermittence infradian circadiennes et/ou plus longues p&eacute;riodes. Nous reproduisons la distribution p&eacute;riode caract&eacute;ristique des cellules SCN d&eacute;coupl&eacute;s avec un mod&egrave;le stochastique de la cellule YVERT d&eacute;tel&eacute; pr&egrave;s une bifurcation dans la r&eacute;pression de transcription Bmal1. Ceci sugg&egrave;re que les cellules d&eacute;tel&eacute;s peuvent passer entre les 2 m&eacute;canismes oscillatoires : la r&eacute;troaction n&eacute;gative indirecte de prot&eacute;ine complexe p.-CRY sur l&#39;expression du Per et g&egrave;nes Cry et la r&eacute;troaction n&eacute;gative de l&#39;horloge-BMAL1 sur l&#39;expression du g&egrave;ne Bmal1. Le mod&egrave;le est particuli&egrave;rement sensible pr&egrave;s de ce point de bifurcation, avec seulement un petit changement dans la r&eacute;pression de transcription Bmal1 n&eacute;cessaires pour passer de la pr&eacute;cision stable des cellules SCN coupl&eacute;s aux oscillations instables de d&eacute;coupl&eacute; cellules individuelles, faisant de cette constante de vitesse, un id&eacute;al cible cellule signalisation dans le SCN.

Mesure d&#39;ondelettes sugg&egrave;re la cause de l&#39;instabilit&eacute; de p&eacute;riode dans les neurones de rythme circadiens chez les mammif&egrave;res.

Zellen in der gefundenes Kern (SCN) zeigen bemerkenswerte Pr&auml;zision, w&auml;hrend entweder physikalisch oder chemisch Entkopplung dieser Zellen voneinander f&uuml;hrt zu einen dramatischen Anstieg in der Berichtsperiode um Variabilit&auml;t. Bei fr&uuml;here Studien Zellen als arrhythmic oder circadian eingestuft haben, zeigt unsere Wavelet-Analyse, dass einzelne Zellen beim aus Netzwerk-Interaktionen, zeitweise circadian und/oder l&auml;ngere Infradian Perioden Ausdr&uuml;cken. Wir reproduzieren die charakteristische Zeit Verteilung der ungekuppelter SCN-Zellen mit einem stochastischen Modell der ungekuppelter SCN Zelle nahe einer Bifurkation in Bmal1 Transkription Repression. Dies deutet darauf hin, dass die ungekuppelter Zellen zwischen den 2 oszillierende Mechanismen wechseln k&ouml;nnen: die indirekte Negative R&uuml;ckkopplung von Protein Komplex pro-CRY &uuml;ber die Expression des pro und Cry-Gene und die Gegenkopplung der CLOCK-BMAL1 auf dem Ausdruck des Bmal1-Gens. Das Modell ist besonders empfindlich, in der N&auml;he dieser Gabelungspunkt, mit nur eine kleine &Auml;nderung in Bmal1 Transkription Repression schaltet aus der stabilen Pr&auml;zision der gekoppelten SCN-Zellen zu unstable Schwingungen entkoppelten einzelner Zellen, wodurch diese Geschwindigkeitskonstante, Ideal f&uuml;r Zelle signalisieren in der SCN Ziel ben&ouml;tigt.

Wavelet-Messung schl&auml;gt Ursache der Periode Instabilit&auml;t in den S&auml;ugetier-circadian Neuronen.

Le cellule nel nucleo soprachiasmatico (SCN) visualizzare notevole precisione, mentre sia fisicamente o chimicamente disaccoppiamento queste cellule da altro conduce ad un aumento drammatico nel periodo di variabilit&agrave;. Dove studi precedenti hanno classificato le cellule come aritmici o circadiano, la nostra analisi wavelet rivelano che le singole celle, quando rimossi da interazioni di rete, esprimono in modo intermittente infradian circadiano e/o lunghi periodi. Riproduciamo la distribuzione periodo caratteristica delle cellule ANK disgiunti con un modello stocastico della cella ANK disgiunto vicino a una biforcazione nella repressione di trascrizione Bmal1. Questo suggerisce che le cellule disgiunta possono essere il passaggio tra 2 meccanismi oscillatori: il feedback negativo indiretto delle proteine complesse PER-piangere sull&#39;espressione al e geni Cry e il feedback negativo del CLOCK-BMAL1 sull&#39;espressione del gene Bmal1. Il modello &egrave; particolarmente sensibile nei pressi di questo punto di biforcazione, con solo un piccolo cambiamento nella repressione di trascrizione Bmal1 necessari per passare dalla precisione stabile di cellule ANK accoppiate ad oscillazioni instabili di disaccoppiati singole celle, rendendo questa costante di tasso, un ideale destinazione per cell signaling in SCN.

Misurazione wavelet suggerisce causa di instabilit&agrave; periodo nei neuroni circadiani dei mammiferi.

&#x30BB;&#x30EB;&#x8996;&#x4EA4;&#x53C9;&#x4E0A;&#x6838; (SCN) &#x306E;&#x3069;&#x3061;&#x3089;&#x304B;&#x4E00;&#x65B9;&#x306E;&#x9855;&#x8457;&#x306A;&#x7CBE;&#x5EA6;&#x3092;&#x7269;&#x7406;&#x7684;&#x306B;&#x8868;&#x793A;&#x304B;&#x304A;&#x4E92;&#x3044;&#x304B;&#x3089;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x5316;&#x5B66;&#x7684;&#x306B;&#x30C7;&#x30AB;&#x30C3;&#x30D7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x304C;&#x5287;&#x7684;&#x306B;&#x5897;&#x52A0;&#x3059;&#x308B;&#x671F;&#x9593;&#x671F;&#x9593;&#x5909;&#x52D5;&#x306B; &#x3002;&#x4EE5;&#x524D;&#x306E;&#x7814;&#x7A76;&#x7D30;&#x80DE;&#x4E0D;&#x6574;&#x8108;&#x3084;&#x6982;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x5206;&#x985E;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x304C;&#x3001;&#x79C1;&#x305F;&#x3061;&#x306E;&#x30A6;&#x30A7;&#x30FC;&#x30D6;&#x30EC;&#x30C3;&#x30C8;&#x89E3;&#x6790;&#x30CD;&#x30C3;&#x30C8;&#x30EF;&#x30FC;&#x30AF;&#x306E;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x304B;&#x3089;&#x3092;&#x524A;&#x9664;&#x3059;&#x308B;&#x3068;&#x3001;&#x500B;&#x3005; &#x306E;&#x7D30;&#x80DE;&#x304C;&#x65AD;&#x7D9A;&#x7684;&#x306B;&#x6982;&#x65E5;&#x30EA;&#x30BA;&#x30E0;&#x304A;&#x3088;&#x3073;/&#x307E;&#x305F;&#x306F;&#x3088;&#x308A;&#x9577;&#x3044; infradian &#x671F;&#x9593;&#x3092;&#x8868;&#x73FE;&#x3092;&#x660E;&#x3089;&#x304B;&#x306B;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5171;&#x5F79; SCN &#x7D30;&#x80DE;&#x5468;&#x671F;&#x5206;&#x5E03;&#x7279;&#x6027;&#x5171;&#x5F79; SCN &#x7D30;&#x80DE; Bmal1 &#x8EE2;&#x5199;&#x6291;&#x5236;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x5206;&#x5C90;&#x8FD1;&#x304F;&#x306E;&#x78BA;&#x7387;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x3092;&#x518D;&#x73FE;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x306F;&#x5171;&#x5F79;&#x30BB;&#x30EB; 2 &#x306E;&#x632F;&#x52D5;&#x30E1;&#x30AB;&#x30CB;&#x30BA;&#x30E0;&#x9593;&#x8EE2;&#x63DB;&#x3059;&#x308B;&#x304B;&#x3082;&#x3057;&#x308C;&#x306A;&#x3044;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x5506;&#xFF1A; &#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x306E;&#x9593;&#x63A5;&#x306E;&#x8CA0;&#x306E;&#x30D5;&#x30A3;&#x30FC;&#x30C9;&#x30D0;&#x30C3;&#x30AF;&#x306E;&#x5F0F;&#x3067;&#x8907;&#x96D1;&#x306A;&#x3042;&#x305F;&#x308A;&#x53EB;&#x3073;&#x3042;&#x305F;&#x308A;&#x3068;&#x53EB;&#x3073;&#x907A;&#x4F1D;&#x5B50;&#x3068;&#x30AF;&#x30ED;&#x30C3;&#x30AF; BMAL1 Bmal1 &#x907A;&#x4F1D;&#x5B50;&#x306E;&#x767A;&#x73FE;&#x306B;&#x8CA0;&#x306E;&#x30D5;&#x30A3;&#x30FC;&#x30C9;&#x30D0;&#x30C3;&#x30AF;&#x3002;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x306F;&#x3001;&#x7D50;&#x5408;&#x306E; SCN &#x7D30;&#x80DE;&#x306E;&#x5B89;&#x5B9A;&#x3057;&#x305F;&#x7CBE;&#x5EA6;&#x304B;&#x3089;&#x5206;&#x96E2;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x500B;&#x3005; &#x306E;&#x30BB;&#x30EB;&#x306F;&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x901F;&#x5EA6;&#x5B9A;&#x6570;&#x3092;&#x4F5C;&#x308B;&#x306E;&#x4E0D;&#x5B89;&#x5B9A;&#x632F;&#x52D5;&#x306B;&#x5207;&#x308A;&#x66FF;&#x3048;&#x308B;&#x306B;&#x306F;&#x7406;&#x60F3;&#x7684;&#x306A; SCN &#x306E;&#x30BB;&#x30EB;&#x30B7;&#x30B0;&#x30CA; &#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x3092;&#x30BF;&#x30FC;&#x30B2;&#x30C3;&#x30C8;&#x5FC5;&#x8981; Bmal1 &#x8EE2;&#x5199;&#x6291;&#x5727;&#x306E;&#x5C0F;&#x3055;&#x306A;&#x5909;&#x66F4;&#x3060;&#x3051;&#x3067;&#x3053;&#x306E;&#x5206;&#x5C90;&#x70B9;&#x8FD1;&#x304F;&#x7279;&#x306B;&#x654F;&#x611F;&#x3067;&#x3059;&#x3002;

&#x30A6;&#x30A7;&#x30FC;&#x30D6;&#x30EC;&#x30C3;&#x30C8;&#x306E;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x3067;&#x306F;&#x54FA;&#x4E73;&#x985E;&#x306E;&#x6982;&#x65E5;&#x30EA;&#x30BA;&#x30E0;&#x306E;&#x30CB;&#x30E5;&#x30FC;&#x30ED;&#x30F3;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x671F;&#x9593;&#x306E;&#x4E0D;&#x5B89;&#x5B9A;&#x6027;&#x306E;&#x539F;&#x56E0;&#x3092;&#x793A;&#x5506;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

Suprachiasmatic &#xD575; (SCN)&#xC758; &#xC140; &#xD45C;&#xC2DC; &#xD558;&#xAC70;&#xB098; &#xD558;&#xB294; &#xB3D9;&#xC548; &#xB180;&#xB77C;&#xC6B4; &#xC815;&#xBC00;&#xB3C4; &#xBB3C;&#xB9AC;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xB610;&#xB294; &#xAE30;&#xAC04; &#xAE30;&#xAC04; &#xBCC0;&#xD654;&#xC5D0; &#xADF9;&#xC801;&#xC778; &#xC99D;&#xAC00; &#xB9AC;&#xB4DC; &#xD654;&#xD559;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xC11C;&#xB85C; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xC138;&#xD3EC;&#xB97C; &#xBD84;&#xB9AC;. &#xC774;&#xC804; &#xC5F0;&#xAD6C;&#xB294; arrhythmic &#xB610;&#xB294; circadian &#xC140; &#xBD84;&#xB958;&#xB294;, &#xC5B4;&#xB514; &#xAC1C;&#xBCC4; &#xC140;, &#xB124;&#xD2B8;&#xC6CC;&#xD06C; &#xC0C1;&#xD638; &#xC791;&#xC6A9;&#xC744; &#xC81C;&#xAC70;&#xD560; &#xB54C; &#xAC04;&#xD5D0;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; circadian &#xB610;&#xB294; &#xB354; &#xAE34; infradian &#xAE30;&#xAC04; &#xC775;&#xC2A4;&#xD504;&#xB808;&#xC2A4; &#xC6E8;&#xC774; &#xBE14; &#xB9BF; &#xBD84;&#xC11D;&#xC774; &#xBCF4;&#xC5EC;&#xC900;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC; Bmal1 &#xC804;&#xC0AC; &#xC5B5;&#xC555;&#xC758; &#xBD84;&#xAE30;&#xC810; &#xADFC;&#xCC98; &#xC0C1;&#xD0DC;&#xB098; SCN &#xC140;&#xC758; &#xD655;&#xB960;&#xC801; &#xBAA8;&#xB378; &#xC0C1;&#xD0DC;&#xB098; SCN &#xC140;&#xC758; &#xD2B9;&#xC131; &#xAE30;&#xAC04; &#xBD84;&#xD3EC;&#xB97C; &#xC7AC;&#xD604;&#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; 2 &#xC9C4;&#xB3D9; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998; &#xAC04;&#xC758; &#xB300; &#xC140;&#xC744; &#xC804;&#xD658;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xB098;&#xC654;&#xB2E4;: &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8;&#xC758; &#xAC04;&#xC811; &#xBD80;&#xC815;&#xC801;&#xC778; &#xD53C;&#xB4DC;&#xBC31;&#xC758; &#xC2DD;&#xC5D0; &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; &#xB2F9; &#xC6B8; &#xB2F9; &#xC6B8; &#xC720;&#xC804;&#xC790;&#xC640; Bmal1 &#xC720;&#xC804;&#xC790;&#xC758; &#xD45C;&#xD604;&#xC5D0; &#xD074;&#xB85D; bmal1&#xC758; &#xBD80;&#xC815;&#xC801;&#xC778; &#xD53C;&#xB4DC;&#xBC31;. &#xBAA8;&#xB378;&#xC740; &#xD2B9;&#xD788; &#xBBFC;&#xAC10;&#xD55C; Bmal1 &#xC804;&#xC0AC; &#xC5B5;&#xC555;&#xC5D0; &#xC791;&#xC740; &#xBCC0;&#xD654;&#xB9CC;&#xC774; &#xBD84;&#xAE30; &#xC9C0;&#xC810; &#xADFC;&#xCC98; &#xD544;&#xC694;&#xD55C; &#xACB0;&#xD569; &#xB41C; SCN &#xC140;&#xC758; &#xC548;&#xC815; &#xB41C; &#xC815;&#xBC00;&#xB3C4;&#xC5D0;&#xC11C;&#xC774; &#xC18D;&#xB3C4; &#xC0C1;&#xC218;&#xB97C; &#xB9CC;&#xB4E4;&#xC5B4; &#xBD84;&#xB9AC; &#xB41C; &#xAC1C;&#xBCC4; &#xC140;&#xC758; &#xBD88;&#xC548;&#xC815; &#xC9C4;&#xB3D9; &#xC804;&#xD658; &#xC774;&#xC0C1;&#xC801;&#xC778; &#xB300;&#xC0C1; &#xC140;&#xC740; SCN&#xC5D0; &#xC2E0;&#xD638;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C;.

&#xC6E8;&#xC774; &#xBE14; &#xB9BF; &#xCE21;&#xC815; &#xD3EC;&#xC720;&#xB958; circadian &#xB274;&#xB7F0; &#xAE30;&#xAC04; &#xBD88;&#xC548;&#xC815;&#xC758; &#xC6D0;&#xC778;&#xC774; &#xB098;&#xC654;&#xB2E4;.

Las c&eacute;lulas en el n&uacute;cleo supraquiasm&aacute;tico (SCN) Mostrar notable precisi&oacute;n, mientras ya sea f&iacute;sicamente o disociaci&oacute;n qu&iacute;micamente estas c&eacute;lulas entre s&iacute; conduce a un aumento dram&aacute;tico en la variabilidad de per&iacute;odo a per&iacute;odo. En estudios previos han clasificado las c&eacute;lulas como arr&iacute;tmicos o circadiano, nuestro an&aacute;lisis wavelet revelan que las c&eacute;lulas individuales, al retirar de la interacci&oacute;n de la red, expresan intermitentemente infradian circadiano o m&aacute;s per&iacute;odos. Reproducimos la distribuci&oacute;n per&iacute;oda caracter&iacute;stica de las c&eacute;lulas SCN desacopladas con un modelo estoc&aacute;stico de la c&eacute;lula SCN desacoplado cerca de una bifurcaci&oacute;n en la represi&oacute;n de transcripci&oacute;n de Bmal1. Esto sugiere que las c&eacute;lulas desacopladas se pueden alternar con 2 mecanismos oscilatorios: la regeneraci&oacute;n negativa indirecta de prote&iacute;na compleja por-grito en la expresi&oacute;n de por y genes Cry y la retroalimentaci&oacute;n negativa de reloj-BMAL1 en la expresi&oacute;n del gen Bmal1. El modelo es particularmente sensible cerca de este punto de bifurcaci&oacute;n, con s&oacute;lo un peque&ntilde;o cambio en la represi&oacute;n de transcripci&oacute;n Bmal1 necesarios para pasar de la precisi&oacute;n estable de c&eacute;lulas SCN acopladas a las oscilaciones inestables de c&eacute;lulas individuales desconectadas, haciendo esta constante de la velocidad, un ideal objetivo de celular en el SCN.

Medici&oacute;n de wavelet sugiere causa de inestabilidad per&iacute;oda en las neuronas de los mam&iacute;feras.

Training scientists in a science center improves science communication to the public.

The mammalian suprachiasmatic nuclei (SCN) contain thousands of neurons capable of generating near 24-h rhythms. When isolated from their network, SCN neurons exhibit a range of oscillatory phenotypes: sustained or damping oscillations, or arrhythmic patterns. The implications of this variability are unknown. Experimentally, we found that cells within SCN explants recover from pharmacologically-induced desynchrony by re-establishing rhythmicity and synchrony in waves, independent of their intrinsic circadian period We therefore hypothesized that a cell's location within the network may also critically determine its resynchronization. To test this, we employed a deterministic, mechanistic model of circadian oscillators where we could independently control cell-intrinsic and network-connectivity parameters. We found that small changes in key parameters produced the full range of oscillatory phenotypes seen in biological cells, including similar distributions of period, amplitude and ability to cycle. The model also predicted that weaker oscillators could adjust their phase more readily than stronger oscillators. Using these model cells we explored potential biological consequences of their number and placement within the network. We found that the population synchronized to a higher degree when weak oscillators were at highly connected nodes within the network. A mathematically independent phase-amplitude model reproduced these findings. Thus, small differences in cell-intrinsic parameters contribute to large changes in the oscillatory ability of a cell, but the location of weak oscillators within the network also critically shapes the degree of synchronization for the population.

Alexis B. Webb

Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics

Generation of Dispersed Presomitic Mesoderm Cell Cultures for Imaging of the Zebrafish Segmentation Clock in Single Cells