cAMP调节的哺乳动物生物钟的动力学

哺乳动物计时机制的先前分子描述主要基于转录/ 翻译反馈环（TTFL）。 但是，最近的实验报告对分子结构，表明cAMP信号是哺乳动物必不可少的组成部分昼夜节律时钟。 在本文中，我们开发了简化的数学模型，该模型表征了哺乳动物昼夜节律网络。 具有八态微分方程的模型包含两个TTFL 和cAMP介导的反馈回路。 与实验观察结果一致，我们的结果表明：（1）该模型模拟了在恒定黑暗中的持续昼夜节律（周期为23.4h），并通过明暗循环模拟了昼夜节律的动态； （2）在没有cAMP信号的情况下失去了昼夜节律； （3）系统对转录速率的大波动具有弹性； （4）成功地模拟了Per1-/-/ Per2-/-双突变小鼠和Bmal1-/-突变小鼠的表型。 我们的研究表明，要了解上睑裂状核神经元的昼夜节律起搏，不应将TTFLs从细胞内cAMP依赖性信号中分离出来。