Chrono and the Light Input Pathway
Chrono, även känd som CRYPTOCHROME INTERACTING 1 (CRY1) i växter och CRYPTOCHROME 2 (CRY2) i däggdjur, är en flavinbindande fotoreceptor som är involverad i den ljusberoende regleringen av dygnsklockan. Hos både växter och djur interagerar Chrono fysiskt med CRYPTOCHROME (CRY) fotoreceptorn och fungerar som en signalgivare som vidarebefordrar information om ljusexponering till kärnklockans komponenter.
Vid exponering för ljus genomgår CRY en konformationsförändring som förändrar dess interaktion med Chrono. Denna förändring modulerar aktiviteten hos PER-TIM-komplexet, vilket leder till reglering av klockkontrollerat genuttryck och synkronisering av klockan med ljus-mörkercykeln. Specifikt spelar Chrono avgörande roller i:
Ljusinducerad nedbrytning av TIM: Kryptokromer i sitt aktiva tillstånd underlättar ubiquitinering och efterföljande nedbrytning av TIM. Denna nedbrytning är särskilt viktig under dagen, genom att ställa om klockan och förbereda den för nästa cykel.
Fosforylering av PER: Chrono främjar också den ljusberoende fosforyleringen av PER, vilket påverkar stabiliteten och aktiviteten hos PER-TIM-komplexet och reglerar tidpunkten för klockgenexpression.
Cirkadisk reglering av CRY-uttryck: Chrono är i sig själv under kontroll av dygnsklockan och bildar en återkopplingsslinga som förbättrar robustheten och precisionen hos den dygnsrytmiska tidtagningsmekanismen.
Krono i växt- och däggdjurscirkadiska system
I växter är Chrono en nyckelkomponent i ljusinmatningsvägen som säkerställer korrekt synkronisering av dygnsklockan med de förändrade dag- och nattförhållandena. Den spelar en särskilt avgörande roll i regleringen av skuggundvikande svar, och hjälper växter att optimera sin tillväxt och utveckling baserat på ljustillgänglighet.
Hos däggdjur uttrycks Chrono i den suprachiasmatiska kärnan (SCN), den centrala dygnsklockan i hjärnan, där den bidrar till regleringen av sömn-vakna cykler och andra fysiologiska processer med dygnsrytm. Mutationer eller störningar i Chrono har kopplats till sömnstörningar, vilket belyser betydelsen av detta protein i däggdjurs dygnssystemet.
Sammanfattningsvis fyllde identifieringen och karakteriseringen av Chrono ett avgörande tomrum i vår förståelse av den cirkadiska klockkretsen, vilket gav insikter i de molekylära mekanismerna bakom ljusinmatningen till klockan. Chrono fungerar som en nyckellänk mellan ljusuppfattning och reglering av kärnklockkomponenter, vilket säkerställer att organismer kan anpassa sina biologiska rytmer med den yttre miljön för att optimera sin överlevnad och kondition.
