ژن ساعت

ژن ساعت ( به انگلیسی: CLOCK ) ژنی است که که بر روی دوام و دوره زمانی ساعت زیستی تأثیرگذار است. تحقیقات نشان می دهد که ژن ساعت نقش مهمی در فعال سازی عناصر پایین دست در مسیر حیاتی تنظیم چرخه های شبانه روزی دارد. [ ۴]
ژن ساعت اولین بار در سال ۱۹۹۴ توسط دکتر ژوزف تاکاشانی و همکارانش شناخته شد. تاکاشانی از فرایند جهش زایی روی سلول های موش ها با مادهٔ ENU استفاده کرد تا با ایجاد جهش در ژن ها، ژن های کلیدی که به طور گسترده ای بر فعالیت های شبانه روزی بدن تأثیر می گذارند را شناسایی کند. [ ۵] جهش های ژن ساعت از طریق صفحه ای کشف شد که تغییرات دوره ای غیرطبیعی و طولانی را در فعالیت های روزانه نشان می داد. همچنین اثبات شده است که این ویژگی قابل ارث بری است.
در آزمایش تاکاشانی، موش هایی که به صورت ناجورتخم پرورش داده شده بودند، چرخه های شبانه روزی طولانی تر ۲۴٫۴ ساعته داشتند که نسبت به گروه کنترل با چرخه های ۲۳٫۳ ساعته بیشتر بود. موش های جورتخم برای جهش، چرخه های روزانهٔ ۲۷٫۳ ساعته داشتند که درنهایت پس از چند روز ماندن در تاریکی به طور کامل ریتم عملکرد روزانه خود را از دست دادند. [ ۶]
ژن ساعت به عنوان یک فاکتور رونویسی نقش مهمی در سلول های تنظیم کننده ساعت زیستی دارند. [ ۷] در مگس سرکه، ژن ساعت پس از سنتز شدن و پیش از ورود به هسته در سیتوپلاسم هیپوفسفریله می شود. هنگامی که در هسته قرار می گیرد در مرکز متمرکز می شود و سپس به طور همگن در هسته توزیع می شود.
ژن دوره یا CYC از طریق دامنه های PAS خود با ژن ساعت ترکیب می شود و یک دیمر را تشکیل می دهد. سپس این دیمر به پروتئین CBP ملحق می شود و حاصل فسفریله می شود. [ ۸] پس از فسفریله شدن، ترکیب CYC - CLK به عناصر E - Box ژن های چرخه و بی زمان متصل می شود و باعث تحریک بیان ژن های per و tin می شود.
موجودات زنده ای که ژن ساعت در آن ها جهش یافته است می توانند یک جهش خالص یا یک آلل آمورف در محل ژن ساعتشان داشته باشند که با پروتئین جهش یافته ضدیت دارد. وجود یک پروتئین آمورف پروتئین های حاصل رونویسی را که توسط ژن ساعت تنظیم می شوند، کاهش می دهد. [ ۹]
در مگس سرکه فرم جهش یافته ای از ژن ساعت به نام Jrk توسط آلادا، هال و روزباش در سال ۱۹۹۸ کشف شد. این تیم از ژنتیک پیشرو برای شناسایی ریتم های روزانه در مگس های جهش یافته استفاده کرد. Jrk از یک کدون خاتمه ناشی می شود که دامنه فعال سازی ژن ساعت را مخدوش می کند. این جهش تأثیرات قابل توجهی دارد. نیمی از مگس های ناجورتخمی که این جهش را داشتند در دوره های روزانهٔ ۲۴٫۸ ساعته فعالیت می کردند در حالی که نیم دیگر آن ها کاملاً نامنظم فعالیت می کردند. مگس های جورتخم نیز به طور کامل ریتم فعالیت های روزانه خود را از دست دادند. همچنین این محققین نشان دادند که سطح پروتئین های PER و TIM در این مگس های جهش یافته پایین است که این خود دلیلی بر تأثیر ژن ساعت بر چرخهٔ فعالیت روزانه است. با وجود این که جهش ها چرخهٔ فعالیت های روزانهٔ مگس را تغییر می دهد، هیچ گونه نقص فیزیکی یا رفتاری در مگس ها ایجاد نمی کند. [ ۱۰]