Chicken pineal clock genes: implication of BMAL2 as a bidirectional regulator in circadian clock oscillation

Okano, Toshiyuki; Yamamoto, Kazuhiro; Okano, Keiichi; Hirota, Tsuyoshi; Kasahara, Takaoki; Sasaki, Momoko; Takanaka, Yoko; Fukada, Yoshitaka

doi:10.1046/j.1365-2443.2001.00462.x

Cited by 84 publications

(65 citation statements)

References 41 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…1B), suggesting a difference in molecular properties between the two BMALs. Higher doses of either BMAL1 or BMAL2 expression plasmid caused slight reduction of transactivation level of the mPer1 promoter as observed for chicken BMAL2 (34).…”

Section: Transactivation Of Period Promoters By Bmal1-clocksupporting

confidence: 53%

See 1 more Smart Citation

Preferential Inhibition of BMAL2-CLOCK Activity by PER2 Reemphasizes Its Negative Role and a Positive Role of BMAL2 in the Circadian Transcription

Sasaki

Yoshitane

et al. 2009

Journal of Biological Chemistry

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

In the molecular oscillatory mechanism governing circadian rhythms, positive regulators, including CLOCK and BMAL1, transactivate Per and Cry genes through E-box elements, and translated PER and CRY proteins negatively regulate their own transactivation. Like BMAL1, its paralog BMAL2 dimerizes with CLOCK to activate the E-box-dependent transcription, but the role of BMAL2 in the circadian clockwork is still elusive. Here we characterized BMAL2 function in NIH3T3 cells and found that the cellular rhythms monitored by Bmal1 promoterdriven bioluminescence signals were blunted by RNA interference-mediated suppression of Bmal2 as well as that of Bmal1. Transcription assays with a 2.1-kb mPer1 promoter revealed that CRY2 inhibited the transactivation mediated by BMAL1-CLOCK more strongly than that by BMAL2-CLOCK. In contrast, PER2 showed a stronger inhibitory effect on BMAL2-CLOCK than on BMAL1-CLOCK. The molecular link between BMAL2 and PER2 was further strengthened by the fact that PER2 exhibited a greater affinity for BMAL2 than for BMAL1 in co-immunoprecipitation experiments. These results indicate a functional partnership between BMAL2 and PER2 and reemphasize the negative role of PER2 in the circadian transcription. As a broad spectrum function, BMAL2-CLOCK activated transcription from a variety of SV40-driven reporters harboring various E/E-box-containing sequences present in the upstream regions of clock and clock-controlled genes. Importantly, the efficiencies of BMAL2-CLOCK-mediated transactivation relative to that achieved by BMAL1-CLOCK were dependent heavily on the E-box-containing sequences, supporting distinguishable roles of the two BMALs. Collectively, it is strongly suggested that BMAL2 plays an active role in the circadian transcription.A variety of organisms from bacteria to humans show circadian rhythms in physiology and behavior under the regulation of endogenous circadian clocks oscillating with an ϳ24-h periodicity (1, 2). In mammals, the central clock is located in the hypothalamic suprachiasmatic nucleus, whereas peripheral clocks with self-sustainable oscillation machinery are located in many peripheral tissues (3). Even cultured fibroblasts were shown to retain the cellular clocks (4), and hence they have been used for studies on the oscillatory mechanism of peripheral clocks. The molecular clockwork in mammals centers on transcription/translation-based autoregulatory feedback loops of clock genes, to which bHLH 3 -PAS proteins, BMAL1 and CLOCK, contribute as positive regulators of the transcription (2, 5). BMAL1-CLOCK complex activates transcription through CACGTG-type E-box and its related sequences found in promoter regions of clock genes and clock-controlled genes such as Per1 (6), Per2 (CACGTT E-box-like or EЈ-box sequence; see Ref. 7), plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1) (8), and Rev-Erb␣/␤ (9, 10). The E-box-dependent transactivation mediated by the BMAL1-CLOCK complex is suppressed by an expanding number of negative regulators, including PER1 (11, 12), PER2 (13-15), PER3 (16,1...

show abstract

Section: Transactivation Of Period Promoters By Bmal1-clocksupporting

confidence: 53%

“…8, or MOP9, see Ref. 31), a member of bHLH-PAS superfamily, was identified in several vertebrates such as zebrafish (32), human (8,31,33,34), chicken (34), rat, and mouse (35). Like BMAL1, BMAL2 interacts with CLOCK (8,32), binds to E-box (8,34), and induces E-box-dependent transactivation (8,31,32,34,36,37).…”

mentioning

confidence: 99%

Preferential Inhibition of BMAL2-CLOCK Activity by PER2 Reemphasizes Its Negative Role and a Positive Role of BMAL2 in the Circadian Transcription

Sasaki

Yoshitane

et al. 2009

Journal of Biological Chemistry

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Molekularny mechanizm pracy oscylatora został opracowany na podstawie badań nad modelami cyjanobakterii, grzybów Neurospora, muszki owocówki i myszy, wykazując, że struktura funkcjonowania oscylatora jest uniwersalna w całym świecie zwierzęcym (16,30,42,50,100). Dotychczas w CCS ptaków zidentyfikowano geny zegarowe: Bmal1, Bmal2, Clock, NPas2 zwany też Mop4 i Rorα -stanowiące pozytywny element systemu kodujący białkowe aktywatory transkrypcyjne; oraz Cry1, Cry2, Per2, Per3, E4bp4 i Rev-erbα -tworzące negatywny element systemu kodujący represory transkrypcji (2,21,28,69,87,93,(96)(97)(98). U ssaków dodatkowo występuje Per1, a u kury i wróbla domowego zidentyfikowano nowy Cry4, który jest homologiem Cry4 u ryb (35,43,50,98).…”

Section: Artykuł Przeglądowy Reviewunclassified

“…Geny zegarowe u ptaków posiadają natomiast własną, zróżnicowaną w zależności od gatunku, narządu i wrażliwości na światło, charakterystykę rytmicznej ekspresji. Przykładowo, w oku i szyszynce przepiórki ekspresja mRNA Clock wykazuje wyraźny rytm dobowy indukowany przez światło, zaś w szyszynce kury poziom ekspresji jest stały lub wykazuje bardzo słaby rytm oraz jest niewrażliwy na światło (18,51,69,93,98). Gen Per2 jest regulowany przez światło w szyszynce przepiórki, zaś Per3 nie jest wrażliwy na światło (43,98).…”

Section: Artykuł Przeglądowy Reviewunclassified

Avian central clocking system

Prusik¹

2018

Medycyna Weterynaryjna

View full text Add to dashboard Cite

W świecie roślin i zwierząt bardzo ważną rolę w funkcjonowaniu organizmu odgrywają rytmy biologiczne. Rytmy biologiczne są to cykliczne zjawiska naprzemiennego, okresowego nasilania się i hamowania procesów życiowych, np. występujących u zwierząt cyklów snu i czuwania, termoregulacji, pobierania pokarmu, ciśnienia krwi, oddychania, wylinki, pierzenia, nieśności (6, 14, 25-27, 29, 55, 56, 87). Częstotliwość cyklu różnych procesów biologicznych może się wahać od sekund przez minuty, dni, aż do miesięcy. Rytmy biologiczne mogą być endogenne -generowane przez wewnętrzny zegar biologiczny organizmu oraz egzogenne -generowane przez cyklicznie zmieniające się warunki środowiskowe (np. światło i ciemność, pory roku, wahania temperatury i wilgotności). U ptaków obiektem najczęstszych badań są obecnie rytmy dobowe (np. rytm aktywności lokomotorycznej, pobierania pokarmu, snu i czuwania, sekrecji melatoniny) oraz roczne -sezonowe (np. reprodukcji, migracji, hibernacji, pierzenia, śpiewu), generowane przez wewnętrzny zegar biologiczny, którego aktywność jest synchronizowana z zewnętrznymi warunkami oświetlenia (14,21,55,56,66). Cykliczne procesy życiowe synchronizowane ze światłem otoczenia nazywane są także procesami lub odpowiedziami chronobiologicznymi. Wewnętrzny zegar biologiczny składa się z trzech podstawowych elementów: sensorycznego systemu wejścia (tworzonego przez fotoreceptory), systemu genów zegarowych (oscylator) oraz efektorowego systemu wyjścia (reprezentowanego przez produkty genów odpowiedzialne za bezpośrednie efekty biologiczne) (55, 56). Oscylator jest "sercem" zegara biologicznego, generuje pojawienie się cyklicznie powtarzających się okresów na przemian podwyższonego i obniżonego poziomu różnych związków chemicznych, których rytm wydzielania jest "dopasowany" do określonej

show abstract

“…RNA analysis revealed that expression of BMAL2 transcripts was restricted to the fetal brain and adult liver in humans (Ikeda et al, 2000). Although its physiological function in adult liver is not understood, some evidence suggests that it may serve as a regulator of circadian clock oscillation in brain cells (Okano et al, 2001). Members in this superfamily can be classified roughly into three groups (Hogenesch et al, 2000).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Antisense overexpression of BMAL2 enhances cell proliferation

Yeh

Tseng

et al. 2003

Oncogene

View full text Add to dashboard Cite

To identify genes that are frequently downregulated in hepatocellular carcinoma (HCC), a panel of putative underexpressed genes was first established by an in-house cDNA macroarray method. Two different assays, semiquantitative RT-PCR combined with Northern analysis and customized cDNA microarray analysis, were used to screen through these genes and the results were compared. Several genes, some with unknown function, were confirmed to be downregulated by both the methods. The effect of a downregulated gene, BMAL2, on cell proliferation was examined. Overexpression of antisense BMAL2 RNA in 293EBNA cells resulted in reduced cell cycle time, increased plating efficiency in soft agar, diminished TNF-a-induced increment of CPP32/caspase-3 activity, and a reduced proportion of cells in the G2 phase with a concomitantly increased proportion of cells in the S phase. In conclusion, by combining three different methods, we have obtained a panel of frequently down regulated genes in HCC, including BMAL2. Antisense overexpression of BMAL2 enhances cell proliferation.

show abstract

Chicken pineal clock genes: implication of BMAL2 as a bidirectional regulator in circadian clock oscillation

Cited by 84 publications

References 41 publications

Preferential Inhibition of BMAL2-CLOCK Activity by PER2 Reemphasizes Its Negative Role and a Positive Role of BMAL2 in the Circadian Transcription

Preferential Inhibition of BMAL2-CLOCK Activity by PER2 Reemphasizes Its Negative Role and a Positive Role of BMAL2 in the Circadian Transcription

Avian central clocking system

Antisense overexpression of BMAL2 enhances cell proliferation

Contact Info

Product

Resources

About