Interplay of Light, Melatonin, and Circadian Genes in Skin Pigmentation Regulation
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Highlights Circadian pigmentation of tadpoles in vivo is mainly driven by melatonin Light and melatonin differentially regulate proliferation Melatonin mimics the expression of circadian core genes in the dark phase Deregulation of the circadian rhythm inhibits melanin synthesis Circadian regulation of skin pigmentation is essential for thermoregulation, UV protection, and synchronization of skin cell renewal. This regulation involves both cell-autonomous photic responses and non-cell-autonomous hormonal control, particularly through melatonin produced in a light-sensitive manner. Photosensitive opsins, cryptochromes, and melatonin regulate circadian rhythms in skin pigment cells. We studied light/dark cycles and melatonin coordination in melanin synthesis and cell proliferation of Xenopus laevis melanophores. In vivo , tadpole pigmentation shows robust circadian regulation mainly hormone-driven, in that isolated melanophores respond strongly to melatonin but only slightly to light. Melanophore proliferation is faster in the dark and slower with melatonin compared to a 12/12 light/dark cycle. Expression of circadian core genes (clock, bmal1, per1, per2, per3, cry1, cry2, and cry4) in melatonin-treated cells during the light phase mimics dark phase expression. Individual Cry overexpression did not affect melanisation or cell proliferation, likely due to functional redundancy. Melanin synthesis was inhibited by circadian cycle deregulation through: a) pharmacological inhibition of Cry1 and Cry2 degradation with KL001, b) continuous light or dark conditions, and c) melatonin treatment. Our findings suggest that circadian cycle regulation, rather than proliferative capacity, alters melanisation of melanophores. Significance Circadian rhythms are a highly conserved phenomenon in nature. In vertebrates, the modification of skin pigmentation and epidermal cell renewal in response to the environmental light-dark cycle are crucial physiological adaptations that serve various purposes, including thermoregulation, reducing ultraviolet damage, and regulating skin stem cell proliferation. Our observations indicate that, in vivo , the circadian regulation of skin pigmentation is more influenced by cycling-melatonin levels than light/dark. The deregulation of the circadian cell cycle through various mechanisms all inhibited melanisation while cell proliferation was increased or reduced, suggesting that proliferation and melanisation are mechanistically dissociated responses. Graphical Abstract
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».