Nature Plants首次在植物中揭示了钙离子昼夜节律振荡功能

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近十年来，昼夜节律振荡器（Circadian oscillations）的观点已经从转录反馈扩展到包含转录后、翻译后、代谢过程和离子信号传导等。昼夜节律振荡器由转录调节因子的反馈环组成，并且振荡基因在不同环境条件下响应不同。研究表明，在拟南芥中，早上的反馈环由CCA1（CIRCADIAN CLOCK ASSOCIATED1）和LHY（LATE ELONGATED HYPOCOTYL），PSEUDO RESPONSE REGULATOR 7（PRR7）和PRR9 6组成；而晚上的反馈环则涉及到TOC1（TIMING OF CAB2 EXPRESSION1）和GI（GIGANTEA）【1-3】。这些反馈环通过CCA1/ LHY介导的TOC1的表达抑制和TOC1介导的涉及到CCA1 HIKING EXPEDITION（CHE）的CCA1表达抑制相连。此外，动植物的细胞溶质游离Ca2+（[Ca2+]cyt）的浓度存在昼夜节律振荡，但是它们的作用机制尚不明确。

近日，University of Cambridge的Alex A. R. Webb等在Nature Plants在线发表了一篇题目为Circadian oscillations of cytosolic free calcium regulate the Arabidopsis circadian clock的研究论文，阐述了[Ca2+]cyt的昼夜节律振荡对拟南芥生物钟的调控。

该研究发现，[Ca2+]cyt细胞昼夜节律振荡可通过Ca2+结合的CML24（CALMODULIN-LIKE24）的表达调节生物钟功能。正确的昼夜节律期依赖于CML24和[Ca2+]cyt的昼夜节律。该研究进一步分析发现，CML24与TOC1存在遗传相互作用，并可能与CHE相互作用以调节昼夜节律。

此外，该研究还发现，[Ca2+]cyt的昼夜节律振荡可以以不依赖于CML24的方式调节CHE的丰度。该研究表明虽然CHE的转录变化不能介导昼夜节律的变化，但它可能将有关Ca2+信号的信息传递给CCA1启动子从而影响昼夜节律。

CMl24调节拟南芥的昼夜节律

总之，该研究明确了Ca2+和CML24调控生物钟的作用，并首次在植物中揭示了[Ca2+]cyt的昼夜节律振荡功能，扩展了植物昼夜节律振荡器的结构。

参考文献

1，Farré, E. M., Harmer, S. L., Harmon, F. G., Yanovsky, M. J. & Kay, S. A.Overlapping and distinct roles of PRR7 and PRR9 in the Arabidopsis circadian clock. Curr. Biol. 15, 47–54 (2005).

2，Millar, A. J., Carré, I. A., Strayer, C. A., Chua, N. H. & Kay, S. A. Circadian clock mutants in Arabidopsis identifed by luciferase imaging. Science 267, 1161–1163 (1995).

3，Park, D. H. et al. Control of circadian rhythms and photoperiodic fowering by the Arabidopsis GIGANTEA gene. Science 285, 1579–1582 (1999).

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