Cyc je známý především svou rolí v genetické transkripční zpětné vazbě, která generuje cirkadiánní rytmy v Drosophile. V buněčném jádru tvoří CYCLE protein (CYC) heterodimer s druhým bHLH-PAS proteinem, CLOCK (CLK). Tento CYC-CLK proteinový komplex se váže na E-box elementy v promotorových oblastech období genů a nadčasovosti, funguje jako transkripční faktor při translaci proteinů PER a TIM. Poté, co se PER a TIM proteiny nahromadí v cytoplazmě a navážou se na sebe, komplex PER-TIM se translokuje do jádra a interferuje s funkcí CYC-CLK proteinového komplexu, aby inhiboval jeho aktivaci transkripce. CLK a CYC tedy působí jako pozitivní faktory a PER a TIM jako negativní faktory. CYC také hraje roli v posttranslační regulaci CLK v cytoplazmě. Tyto čtyři proteiny zpětnovazební smyčky jsou později degradovány kaseinkinázou zprostředkovaným fosforylačním cyklem, což umožňuje kolísání genové exprese podle podnětů prostředí. Lékařský institut Howarda Hughese má vzdělávací video, které podrobně popisuje zpětnovazební smyčku transkripce-translace.
Cyc se podílí na genetickém základu dalších chování, které se vztahují k cirkadiánním procesům, jako jsou reakce Drosophily na hladovění a nedostatek spánku a regulace odpočinku a délky života. Hladovění u Drosophily spánek silně potlačuje, což naznačuje, že homeostaticky regulované chování při krmení a spánku je integrováno do much. Clk a cyc působí během hladovění, aby modulovali konflikt, zda mouchy spí nebo hledají potravu, a hrají tak zásadní roli pro správné potlačení spánku během hladovění.
Role cyku v reakci na spánkovou deprivaci zahrnuje expresi genů tepelných šoků, ale není zcela pochopena. Její role v regulaci odpočinku a dlouhověkosti u Drosophily také není dobře pochopena, ale důkazy naznačují, že tato role vykazuje genderový dimorfismus.
Cyk je exprimován konstitutivně (kontinuálně) v buňkách Drosophila a je přítomen v naivních buňkách tkáňové kultury Drosophila, na rozdíl od clk, per, nebo tim. Regulace tedy probíhá primárně prostřednictvím negativní zpětné vazby proteinovým komplexem PER-TIM ve výše popsané smyčce zpětné vazby transkripce-překladu.
Identifikace, charakterizace a klonování cyklu byly zaznamenány v květnu 1998 v Cell laboratořemi Jeffreyho Halla a Michaela Rosbashe na Brandeisově univerzitě spolu s prvním autorem Joanem E. Rutilou z Lékařského institutu Howarda Hughese. Před jeho objevem nebyl plně pochopen mechanismus, kterým byla regulována transkripce PER a TIM rytmicky. Publikovali práce informující o objevu CYCLE a CLOCK ve stejném čísle Cell. Oba geny nalezli jako výsledek chemicky mutagenujících much a screeningu změněných pohybových rytmů. Z obrazovky byl cyklus identifikován jako recesivní arytmický mutant v jedné moušní linii, protože vykazuje arytmické pohybové aktivity, když má moucha 2 mutované chromozomy číslo 3. Bylo také zjištěno, že tyto mutované mouchy vykazují arytmickou eklosaci. Protože mutanti nevykazovali žádné cirkadiánní rytmy a heterozygotní mouchy vykazovaly dlouhé cirkadiánní periody, určili, že tento cyklus má dominantní fenotyp. Tyto údaje také naznačují, že Cyclegene je součástí biologických hodin kvůli podobnosti mezi fenotypem cyklové mutace a fenotypem hodinové mutace. To naznačuje, že Cycle je součástí biologických hodin se svým fenotypem podobným fenotypu hodinové mutace. Stanovení transkripčních hladin PER a TIM v cycké mutaci ukázalo snížené hladiny mRNA obou proteinů. Klonování genu cyc odhalilo, že kóduje nový protein bHLH-PAS příbuzný savčímu bmal1 a že se pravděpodobně váže na Clock, aby aktivoval transkripci genů cirkadiánního rytmu.
Exprese genů v cyklu byla objevena v různých typech buněk a tkáních včetně hlavy dospělého, oka dospělého, larvy/centrálního nervového systému dospělého, plodiny dospělého jedince, středního střeva dospělého jedince, zadní střeva dospělého jedince, larvy/dospělého Malpighiana tubuly, těla larvy/dospělého tuku, slinné žlázy dospělého jedince, reprodukčního systému dospělého jedince, přídatné žlázy dospělého jedince a jatečně upravených těl dospělého jedince.
Nedávný výzkum cyklu se z velké části zaměřil na roli cirkadiánní rytmicity v jiných procesech. V roce 2012 bylo oznámeno, že stárnutí snižuje transkripční oscilace genů jádra hodin v muší hlavě včetně cyklu. Divoký typ Drosophila vykazuje ráno nízkou aktivitu proteinového dimeru CLOCK/CYCLE a nedávno bylo zjištěno, že snížení hladin těchto proteinů může ovlivnit neuronální signalizaci. Výzkum z roku 2012 o architektuře spánku a výživě zjistil, že cirkadiánní hodinové mutanty, včetně cyc01, si stále udržují normální dietní odezvu bez cirkadiánní rytmicity. Budoucí práce zaměřené na pochopení role cirkadiánních rytmů v Drosophile budou nadále zkoumat roli cyklu při udržování rytmicity.
Divoký typ Drosophila melanogaster.
Cyklický gen nalezený u Drosophila melanogaster má mnoho ortoglů mezi eukaryoty včetně dalších členů rodu Drosophila, komárů, různého nediferního hmyzu, členovců bez hmyzu, lidí a dalších savců. U dalších členů rodu Drosophila lze funkční ortogly genu D. melanogaster cyklu nalézt buď v chromozomu 3 nebo v oblastech připevnění lešení/matrice. V každém případě si ortogly zachovávají funkční domény PAS, funkci přenosu signálu a aktivitu transkripčního faktoru. Mezi další neratology obsahující funkční ortogol cyklu Drosophila ARNTL a ARNTL2 patří lidé, domácí myši, domácí kuřata a zebrafish. Většina obratlovců si zachovává funkčně a strukturálně podobný protein. Na rozdíl od dipteránů však mají tato zvířata dva různé ortogly genu cyklu, které jsou nejpravděpodobněji způsobeny duplikací genu. Podobně jako CYCLE jsou ARNTL proteiny základní helix-loop-helix a PAS doména obsahující transkripční faktory zodpovědné za autoregulační transkripční translační negativní zpětnovazební smyčky (výše), které jsou zodpovědné za generování molekulárních cirkadiánních rytmů. Podrobnější seznam ARNTL homologů naleznete v článku ARNTL druhové distribuce.
V současnosti je známo 19 alel cyc nalezených v Drosophila melanogaster, a většina z nich byla mutagenizována a navržena výzkumníky v laboratoři.
Cyc01, také známý jako cyc0, je recesivní null mutantní alela. To znamená, že Drosophila se dvěma kopiemi cyc01 mutantu nevytváří funkční CYCLE protein. Výsledná Drosophila vykazuje arytmickou aktivitu a nemůže vstoupit do žádného světločerného cyklu. Cyc01 mutanti vykazovali nepřiměřeně velký spánkový rebound a zemřeli po 10 hodinách spánkové deprivace, ačkoliv byli odolnější než ostatní hodinoví mutanti vůči různým stresorům. Na rozdíl od jiných hodinových mutantů vykazovaly cyc01 mouchy po ztrátě spánku sníženou expresi genů tepelného šoku. Aktivace genů tepelného šoku před spánkovou deprivací však cyc01 zachránila před jeho smrtícími účinky.
Cyc02 je recesivní mutant, charakterizovaný výrazným snížením hladin PER proteinu. Ve všech případech byla mutace výsledkem nonsense mutace v oblasti kódování PAS, která byla zjištěna v roce 1999 po dopředném screeningu ethylmethansulfonatemutantů. Mutanty cyc01 i cyc02 identifikoval stejný tým.
CycΔ mutace je dominantně negativní mutace, která blokuje schopnost CYCLE-CLOCK komplexů aktivovat E-box dependentní transkripci nadčasovosti. Mutace je výsledkem delece 15 až 17 párů bází z genu cyc.
Zmutovaný kmen cycG4677 je dostupný v Bloomington Drosophila Stock Center na Indianské univerzitě. Zmutovaný kmen cycG4677 je výsledkem vložení p-transposabilního prvku. Informace o fenotypu nejsou veřejně dostupné.
Je známo patnáct dalších mutantních alel, ale jejich výzkum je méně častý.