Čtvrtek, 20. června 2013. - Vědci z Gladstone Institute, v San Franciscu, Kalifornie (Spojené státy americké), objevili, jak důležitý protein je na přímém velení cirkadiánních hodin těla nebo biologického rytmu, jak reguluje základní cirkadiánní procesy a jak měnit jeho normální funkce může způsobit, že tento kritický systém nebude synchronizován.
V posledním čísle časopisu Journal of Neuroscience vědkyně Gladstone Katerina Akassoglou a její tým odhalili na zvířecích modelech, jak produkce proteinového receptoru p75 neurotrofinu (p75NTR) v průběhu času osciluje přirozenými cirkadiánními hodinami těla a jak tyto rytmické oscilace pomáhají regulovat životně důležité metabolické funkce.
Tento objev zdůrazňuje rozšířený význam p75NTR a nabízí představu o tom, jak cirkadiánní hodiny pomáhají udržovat celkové metabolické zdraví těla. Prakticky všechny organismy na planetě, od bakterií po člověka, mají cirkadiánní hodiny, mechanismus biologického časování, který kmitá s periodou přibližně 24 hodin a koordinuje se s denním a nočním cyklem.
Tyto hodiny jsou ovlivněny rytmy světla, teploty a dostupnosti potravy a zajímavé je, že nedávné studie také zjistily vztah mezi cirkadiánními hodinami a metabolismem. „Důležité metabolické funkce jsou také velmi ovlivněny cirkadiánními hodinami, takže činnosti, jako je práce na noční směně, mohou způsobit nedostatečné sladění hodin s nárůstem metabolických a autoimunitních chorob, jako je obezita, diabetes typu 2, rakovina a roztroušená skleróza, “vysvětluje Akassoglou.
„V této studii jsme identifikovali p75NTR jako důležité molekulární spojení mezi cirkadiánními hodinami a metabolickým zdravím, “ říká Dr. Akassoglou, který je také profesorem neurologie na University of California v San Franciscu (UCSF), s Gladstone je přidružený. Původně se předpokládalo, že p75NTR je aktivní pouze v nervovém systému, ale následující studie zjistily, že je aktivní v mnoha typech buněk v celém těle, což naznačuje, že ovlivňuje širokou škálu biologických funkcí.
Minulý rok vědci v Gladstone zjistili, že p75NTR je přítomen v játrech a tukových buňkách a reguluje hladinu glukózy v krvi důležitého metabolického procesu. Protože tyto výsledky objevují vztah mezi p75NTR a metabolismem, výzkumný tým testoval nejprve na Petriho misce a poté na zvířecích modelech, zda existuje také vztah mezi p75NTR a cirkadiánními hodinami.
Tým se zaměřil na dva geny zvané Hodiny a Bmal1, nazývané „cirkadiánní regulační geny“, které, stejně jako ostatní jako oni, se nacházejí v celém těle a jejich aktivita řídí cirkadiánní hodiny. Vědci chtěli zjistit, zda existuje souvislost mezi těmito cirkadiánními geny a p75NTR.
"Naše počáteční experimenty odhalily takové spojení, " vzpomíná Gladstone postdoktorský vědec Bernat Baeza-Raja, hlavní autor článku. "V jednotlivých buňkách jsme viděli, že produkce p75NTR byla řízena hodinami a Bmal1, které se vážou přímo na gen, který kóduje p75NTR a zahajují produkci proteinu, " dodává.
Ale možná důležitější než způsob výroby p75NTR, bylo, kdy. Tým zjistil, že produkce p75NTR, stejně jako samotné cirkadiánní hodinové geny, osciluje ve 24hodinovém cyklu synchronizace s přirozeným cirkadiánním rytmem buněk, což je zjištění, která podporovala experimenty na myších modelech.
A když tým geneticky modifikoval skupinu myší tak, že jim chyběly geny cirkadiánních hodin, všechno ostatní nebylo synchronizováno. Circadiánská oscilace produkce p75NTR byla přerušena a hladiny p75NTR klesly.
Podle vědců však bylo nejvíce fascinující, jak pokles hladin p75NTR ovlivnil širokou škálu cirkadiánních hodinových systémů. Konkrétně došlo k narušení pravidelných oscilací jiných cirkadiánních genů v mozku a játrech, jakož i genů, o nichž je známo, že regulují metabolismus glukózy a lipidů.
"Zjištění, že ztráta p75NTR ovlivňuje cirkadiánní a metabolický systém, je silným důkazem, že tento protein je úzce spojen s oběma, " řekl ředitel Institutu věd o živé přírodě Alan Saltiel, který je také profesorem na University of Michigan a nezúčastnil se studie. „Bude zajímavé zjistit, jaké další poznatky zjistí Dr. Akassoglou a její tým, když budou nadále zkoumat roli p75NTR v cirkadiánních hodinách a metabolické funkci.“
„Ačkoli tyto výsledky ukazují, že p75NTR je důležitým spojením mezi cirkadiánními hodinami a metabolismem, systém je složitý a ve hře jsou pravděpodobně další faktory, “ řekl Akassoglou. „V současné době pracujeme na identifikaci vztahu mezi cirkadiánními hodinami, metabolismus a imunitní systém, takže jednoho dne bychom mohli vyvinout terapie k léčení nemocí ovlivněných narušením cirkadiánních hodin, které zahrnují nejen obezitu a diabetes, ale také potenciálně roztroušenou sklerózu a dokonce Alzheimerovu chorobu. ““
Zdroj:
Tagy:
Regenerace Psychologie Překontrolovat
V posledním čísle časopisu Journal of Neuroscience vědkyně Gladstone Katerina Akassoglou a její tým odhalili na zvířecích modelech, jak produkce proteinového receptoru p75 neurotrofinu (p75NTR) v průběhu času osciluje přirozenými cirkadiánními hodinami těla a jak tyto rytmické oscilace pomáhají regulovat životně důležité metabolické funkce.
Tento objev zdůrazňuje rozšířený význam p75NTR a nabízí představu o tom, jak cirkadiánní hodiny pomáhají udržovat celkové metabolické zdraví těla. Prakticky všechny organismy na planetě, od bakterií po člověka, mají cirkadiánní hodiny, mechanismus biologického časování, který kmitá s periodou přibližně 24 hodin a koordinuje se s denním a nočním cyklem.
Tyto hodiny jsou ovlivněny rytmy světla, teploty a dostupnosti potravy a zajímavé je, že nedávné studie také zjistily vztah mezi cirkadiánními hodinami a metabolismem. „Důležité metabolické funkce jsou také velmi ovlivněny cirkadiánními hodinami, takže činnosti, jako je práce na noční směně, mohou způsobit nedostatečné sladění hodin s nárůstem metabolických a autoimunitních chorob, jako je obezita, diabetes typu 2, rakovina a roztroušená skleróza, “vysvětluje Akassoglou.
„V této studii jsme identifikovali p75NTR jako důležité molekulární spojení mezi cirkadiánními hodinami a metabolickým zdravím, “ říká Dr. Akassoglou, který je také profesorem neurologie na University of California v San Franciscu (UCSF), s Gladstone je přidružený. Původně se předpokládalo, že p75NTR je aktivní pouze v nervovém systému, ale následující studie zjistily, že je aktivní v mnoha typech buněk v celém těle, což naznačuje, že ovlivňuje širokou škálu biologických funkcí.
Minulý rok vědci v Gladstone zjistili, že p75NTR je přítomen v játrech a tukových buňkách a reguluje hladinu glukózy v krvi důležitého metabolického procesu. Protože tyto výsledky objevují vztah mezi p75NTR a metabolismem, výzkumný tým testoval nejprve na Petriho misce a poté na zvířecích modelech, zda existuje také vztah mezi p75NTR a cirkadiánními hodinami.
Tým se zaměřil na dva geny zvané Hodiny a Bmal1, nazývané „cirkadiánní regulační geny“, které, stejně jako ostatní jako oni, se nacházejí v celém těle a jejich aktivita řídí cirkadiánní hodiny. Vědci chtěli zjistit, zda existuje souvislost mezi těmito cirkadiánními geny a p75NTR.
"Naše počáteční experimenty odhalily takové spojení, " vzpomíná Gladstone postdoktorský vědec Bernat Baeza-Raja, hlavní autor článku. "V jednotlivých buňkách jsme viděli, že produkce p75NTR byla řízena hodinami a Bmal1, které se vážou přímo na gen, který kóduje p75NTR a zahajují produkci proteinu, " dodává.
Ale možná důležitější než způsob výroby p75NTR, bylo, kdy. Tým zjistil, že produkce p75NTR, stejně jako samotné cirkadiánní hodinové geny, osciluje ve 24hodinovém cyklu synchronizace s přirozeným cirkadiánním rytmem buněk, což je zjištění, která podporovala experimenty na myších modelech.
A když tým geneticky modifikoval skupinu myší tak, že jim chyběly geny cirkadiánních hodin, všechno ostatní nebylo synchronizováno. Circadiánská oscilace produkce p75NTR byla přerušena a hladiny p75NTR klesly.
Podle vědců však bylo nejvíce fascinující, jak pokles hladin p75NTR ovlivnil širokou škálu cirkadiánních hodinových systémů. Konkrétně došlo k narušení pravidelných oscilací jiných cirkadiánních genů v mozku a játrech, jakož i genů, o nichž je známo, že regulují metabolismus glukózy a lipidů.
"Zjištění, že ztráta p75NTR ovlivňuje cirkadiánní a metabolický systém, je silným důkazem, že tento protein je úzce spojen s oběma, " řekl ředitel Institutu věd o živé přírodě Alan Saltiel, který je také profesorem na University of Michigan a nezúčastnil se studie. „Bude zajímavé zjistit, jaké další poznatky zjistí Dr. Akassoglou a její tým, když budou nadále zkoumat roli p75NTR v cirkadiánních hodinách a metabolické funkci.“
„Ačkoli tyto výsledky ukazují, že p75NTR je důležitým spojením mezi cirkadiánními hodinami a metabolismem, systém je složitý a ve hře jsou pravděpodobně další faktory, “ řekl Akassoglou. „V současné době pracujeme na identifikaci vztahu mezi cirkadiánními hodinami, metabolismus a imunitní systém, takže jednoho dne bychom mohli vyvinout terapie k léčení nemocí ovlivněných narušením cirkadiánních hodin, které zahrnují nejen obezitu a diabetes, ale také potenciálně roztroušenou sklerózu a dokonce Alzheimerovu chorobu. ““
Zdroj:
