Publication

Robust synchronization of coupled circadian and cell cycle oscillators in single mammalian cells

Résumé

Circadian cycles and cell cycles are two fundamental periodic processes with a period in the range of 1 day. Consequently, coupling between such cycles can lead to synchronization. Here, we estimated the mutual interactions between the two oscillators by time-lapse imaging of single mammalian NIH3T3 fibroblasts during several days. The analysis of thousands of circadian cycles in dividing cells clearly indicated that both oscillators tick in a 1: 1 mode-locked state, with cell divisions occurring tightly 5 h before the peak in circadian Rev-Erba-YFP reporter expression. In principle, such synchrony may be caused by either unidirectional or bidirectional coupling. While gating of cell division by the circadian cycle has been most studied, our data combined with stochastic modeling unambiguously show that the reverse coupling is predominant in NIH3T3 cells. Moreover, temperature, genetic, and pharmacological perturbations showed that the two interacting cellular oscillators adopt a synchronized state that is highly robust over a wide range of parameters. These findings have implications for circadian function in proliferative tissues, including epidermis, immune cells, and cancer.

À propos de ce résultat
Cette page est générée automatiquement et peut contenir des informations qui ne sont pas correctes, complètes, à jour ou pertinentes par rapport à votre recherche. Il en va de même pour toutes les autres pages de ce site. Veillez à vérifier les informations auprès des sources officielles de l'EPFL.
Concepts associés (35)
Horloge circadienne
En biologie, une horloge circadienne est un mécanisme de régulation de processus quotidiens, les rythmes circadiens, présents chez de nombreux organismes vivants dont les cyanobactéries, les plantes, les champignons et les animaux. Elle définit un temps subjectif. Les rythmes circadiens sont décrits pour la première fois en 1729 par le mathématicien et astronome français Jean-Jacques Dortous de Mairan. Celui qui marque le plus les vies quotidiennes des êtres humains est le rythme veille-sommeil.
Rythme circadien
Le regroupe tous les processus biologiques cycliques d'une durée d'environ 24 heures. Un rythme circadien est un rythme biologique d’une durée de environ, qui possède au moins un cycle par période de . Le terme « circadien », inventé par Franz Halberg, vient du latin circa, « autour», et dies, « jour », et signifie littéralement cycle qui dure « environ un jour » Halberg, Franz. (1963). Circadian (about Twenty-Four-Hour) Rhythms in Experimental Medicine [Abridged]. Proceedings of the Royal Society of Medicine.
Rythme circadien bactérien
Les rythmes circadiens bactériens, comme d'autres rythmes circadiens sont endogènes. Récemment découverts, ils constituent une des manifestations de ce qu'on appelle horloge circadienne ou horloge biologique ou horloge interne. La coordination et l'optimisation temporelle des processus biologiques et l'adaptation aux fluctuations quotidiennes jouent un rôle important dans la survie de la plupart des organismes.
Afficher plus
Publications associées (54)

Statistical physics of periodic biological processes

Lorenzo Talamanca

Earth rotation around its axis imposes a 24-hour rhythmicity to all life on the planet.Rather than passively responding to these periodic changes, nature has given us an internal timekeeper, the circadian clock, to anticipate to our advantage the fluctuati ...
EPFL2023

Preliminary evidence that daily light exposure enhances the antibody response to influenza vaccination in patients with dementia

Jean-Louis Scartezzini

Enhancing lighting conditions in institutions for individuals with dementia improves their sleep, circadian rhythms and well-being. Here, we report first findings that exposure to brighter light during daytime may support the immune response to the annual ...
ELSEVIER2022

Comment on "Circadian rhythms in the absence of the clock gene Bmal1"

Felix Naef, Cédric Gobet

Ray et al. (Reports, 14 February 2020, p. 800) recently claimed temperature-compensated, free-running mRNA oscillations in Bmal1(-/-) liver slices and skin fibroblasts. We reanalyzed these data and found far fewer reproducible mRNA oscillations in this gen ...
2021
Afficher plus
MOOCs associés (12)
Introduction à l'immunologie (part 1)
Ce cours décrit les mécanismes fondamentaux du système immunitaire pour mieux comprendre les bases immunologiques dela vaccination, de la transplantation, de l’immunothérapie, de l'allergie et des mal
Afficher plus

Graph Chatbot

Chattez avec Graph Search

Posez n’importe quelle question sur les cours, conférences, exercices, recherches, actualités, etc. de l’EPFL ou essayez les exemples de questions ci-dessous.

AVERTISSEMENT : Le chatbot Graph n'est pas programmé pour fournir des réponses explicites ou catégoriques à vos questions. Il transforme plutôt vos questions en demandes API qui sont distribuées aux différents services informatiques officiellement administrés par l'EPFL. Son but est uniquement de collecter et de recommander des références pertinentes à des contenus que vous pouvez explorer pour vous aider à répondre à vos questions.