Circadian organization in the pigeon,Columba livia: the role of the pineal organ and the eye

Ebihara, Shizufumi; Uchiyama, Koichi; Oshima, Itsuki

doi:10.1007/bf00605391

Cited by 106 publications

(51 citation statements)

References 26 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…In some species the retina and pineal contribute to overt rhythms equally. Neither pinealectomy nor enucleation alone abolishes locomotor rhythms in Japanese quail, Coturnix japonica, and pigeons, but the two surgeries combined abolish behavioral rhythms in both species (20,51). Thus, both the pineal gland and retina are photoreceptive, circadian oscillators that affect behavioral and physiological rhythms via the rhythmic production of melatonin.…”

Section: Fig 6 Microarray Analysis Of Select Functional Groups In Tmentioning

confidence: 99%

Transcriptional Profiling of Circadian Patterns of mRNA Expression in the Chick Retina

Bailey¹,

Beremand

Hammer

et al. 2004

Journal of Biological Chemistry

View full text Add to dashboard Cite

Previous transcriptome analyses have identified candidate molecular components of the avian pineal clock, and herein we employ high density cDNA microarrays of pineal gland transcripts to determine oscillating transcripts in the chick retina under daily and constant darkness conditions. Subsequent comparative transcriptome analysis of the pineal and retinal oscillators distinguished several transcriptional similarities between the two as well as significant differences. Rhythmic retinal transcripts were classified according to functional categories including phototransductive elements, transcription/translation factors, carrier proteins, cell signaling molecules, and stress response genes. Candidate retinal clock transcripts were also organized relative to time of day mRNA abundance, revealing groups accumulating peak mRNA levels across the circadian day but primarily reaching peak values at subjective dawn or subjective dusk.Comparison of the chick retina transcriptome to the pineal transcriptome under constant conditions yields an interesting group of conserved genes. This group includes putative clock elements cry1 and per3 in addition to several previously unidentified and uninvestigated genes exhibiting profiles of mRNA abundance that varied markedly under daily and constant conditions. In contrast, many transcripts were differentially regulated, including those believed to be involved in both melatonin biosynthesis and circadian clock mechanisms. Our results indicate an intimate transcriptional relationship between the avian pineal and retina in addition to providing previously uncharacterized molecular elements that we hypothesize to be involved in circadian rhythm generation.Circadian biological rhythms are a pervasive property of most multicellular organisms, most eukaryotic microorganisms, and at least some prokaryotic taxa. It has been known for some time that circadian rhythms are genetically determined (1). Circadian traits such as free-running periods () and phase-angle (⌿) to entraining light cycles can be selected for, and mutations for these traits have been identified, leading to the isolation and characterization of molecular clock components (2, 3). In the last 10 -15 years, the mRNA and protein products of many of these "clock genes" have been shown to oscillate with a genotype-specific period, and their protein products have been shown to interact in vitro (4 -7).These rhythmic profiles have suggested a generalized model for circadian rhythm generation that involves the transcription, translation, and feedback of these clock gene products on their own transcription. The proposed interlocking transcriptional/translational feedback loops are comprised of "negative elements" and "positive elements" which interact to drive overt rhythmicity (4 -7). Briefly, the negative elements in mammals are encoded by the period genes (per1-3), cryptochromes (cry1 and -2), and Rev-Erb␣. These are transcribed in response to the dimerization of the positive elements, which include clock (clock) and the Bmals (...

show abstract

Section: Fig 6 Microarray Analysis Of Select Functional Groups In Tmentioning

confidence: 99%

Transcriptional Profiling of Circadian Patterns of mRNA Expression in the Chick Retina

Bailey¹,

Beremand

Hammer

et al. 2004

Journal of Biological Chemistry

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Pinealektomia powodowała zniesienie rytmu aktywności lokomotorycznej u wszystkich badanych gatunków ptaków śpiewających (87). Rytm ten jednak nie był zniesiony u gołębia (27), kury (60) i przepiórki japońskiej (80), co dowodzi równorzędnego lub dominującego znaczenia innego oscylatora w CCS u tych ptaków. Co ciekawe, brak szyszynki znosił rytm tylko niektórych procesów behawioralnych, np.…”

Section: Artykuł Przeglądowy Reviewunclassified

“…U przepiórki japońskiej dominującym oscylatorem w CCS jest prawdopodobnie siatków-ka, gdyż enukleacja powodowała zaburzenie rytmu termoregulacji i aktywności lokomotorycznej (90). Enukleacja znosiła rytm aktywności ruchowej także u gołębiowatych (27), natomiast nie znosiła u wró-blowatych (88). Usunięcie vCSN nie likwidowało rytmu aktywności lokomotorycznej u gołębia (26), zaś usunięcie mSCN zaburzało rytmiczną aktywność ruchową u wróbla (25,82) i przepiórki (80).…”

Section: Artykuł Przeglądowy Reviewunclassified

Avian central clocking system

Prusik¹

2018

Medycyna Weterynaryjna

View full text Add to dashboard Cite

W świecie roślin i zwierząt bardzo ważną rolę w funkcjonowaniu organizmu odgrywają rytmy biologiczne. Rytmy biologiczne są to cykliczne zjawiska naprzemiennego, okresowego nasilania się i hamowania procesów życiowych, np. występujących u zwierząt cyklów snu i czuwania, termoregulacji, pobierania pokarmu, ciśnienia krwi, oddychania, wylinki, pierzenia, nieśności (6, 14, 25-27, 29, 55, 56, 87). Częstotliwość cyklu różnych procesów biologicznych może się wahać od sekund przez minuty, dni, aż do miesięcy. Rytmy biologiczne mogą być endogenne -generowane przez wewnętrzny zegar biologiczny organizmu oraz egzogenne -generowane przez cyklicznie zmieniające się warunki środowiskowe (np. światło i ciemność, pory roku, wahania temperatury i wilgotności). U ptaków obiektem najczęstszych badań są obecnie rytmy dobowe (np. rytm aktywności lokomotorycznej, pobierania pokarmu, snu i czuwania, sekrecji melatoniny) oraz roczne -sezonowe (np. reprodukcji, migracji, hibernacji, pierzenia, śpiewu), generowane przez wewnętrzny zegar biologiczny, którego aktywność jest synchronizowana z zewnętrznymi warunkami oświetlenia (14,21,55,56,66). Cykliczne procesy życiowe synchronizowane ze światłem otoczenia nazywane są także procesami lub odpowiedziami chronobiologicznymi. Wewnętrzny zegar biologiczny składa się z trzech podstawowych elementów: sensorycznego systemu wejścia (tworzonego przez fotoreceptory), systemu genów zegarowych (oscylator) oraz efektorowego systemu wyjścia (reprezentowanego przez produkty genów odpowiedzialne za bezpośrednie efekty biologiczne) (55, 56). Oscylator jest "sercem" zegara biologicznego, generuje pojawienie się cyklicznie powtarzających się okresów na przemian podwyższonego i obniżonego poziomu różnych związków chemicznych, których rytm wydzielania jest "dopasowany" do określonej

show abstract

“…In reptiles and birds, blinding (bilateral ocular enucleation) causes various effects on circadian activity rhythms which are similar to those caused by pinealectomy (Underwood and Menaker 1976;Underwood 1981 ;Ebihara et al 1984;Underwood and Siopes 1984;Fo/l 1991). This suggests that the eyes of reptiles and birds contribute to the circadian organization acting as melatonin synthesizing organs.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 95%

The effects of pinealectomy and blinding on the circadian locomotor activity rhythm in the Japanese newt, Cynops pyrrhogaster

1993

View full text Add to dashboard Cite

Abstract.We examined the effects of pinealectomy and blinding (bilateral ocular enucleation) on the circadian locomotor activity rhythm in the Japanese newt, Cynops pyrrhogaster. The pinealectomized newts were entrained to a light-dark cycle of 12 h light and 12 h darkness. After transfer to constant darkness they showed residual rhythmicity for at least several days which was gradually disrupted in prolonged constant darkness. Blinded newts were also entrained to a 12 h light/12 h dark cycle. In subsequent constant darkness they showed free-running rhythms of locomotor activity. However, the freerunning periods noticeably increased compared with those observed in the previous period of constant darkness before blinding. In blinded newts entrained to the light/dark cycle the activity rhythms were gradually disrupted after pinealectomy even in the presence of the light/dark cycle. These results suggest that both the pineal and the eyes are involved in the newt's circadian system, and also suggest that the pineal of the newt acts as an extraretinal photoreceptor which mediates the entrainment of the locomotor activity rhythm.

show abstract

Circadian organization in the pigeon,Columba livia: the role of the pineal organ and the eye

Cited by 106 publications

References 26 publications

Transcriptional Profiling of Circadian Patterns of mRNA Expression in the Chick Retina

Transcriptional Profiling of Circadian Patterns of mRNA Expression in the Chick Retina

Avian central clocking system

The effects of pinealectomy and blinding on the circadian locomotor activity rhythm in the Japanese newt, Cynops pyrrhogaster

Contact Info

Product

Resources

About