Torsdagen den 20 juni 2013.-Forskare vid Gladstone Institute, i San Francisco, Kalifornien (USA), har upptäckt hur ett viktigt protein är på direkt ledning av kroppens cirkadiska klocka eller biologiska rytm, hur det reglerar grundläggande cirkadiska processer och hur man ändrar dess normala funktion kan orsaka att detta kritiska system inte kan synkroniseras.
I det senaste numret av Journal of Neuroscience avslöjar Gladstone-forskaren Katerina Akassoglou och hennes team i djurmodeller hur produktionen av p75 neurotrophin (p75NTR) proteinreceptor oscillerar över tiden med kroppens naturliga djurklocka och hur dessa rytmiska svängningar hjälper till att reglera vitala metaboliska funktioner.
Denna upptäckt belyser den utbredda vikten av p75NTR och erbjuder en uppfattning om hur dygnsklockan hjälper till att upprätthålla kroppens övergripande metaboliska hälsa. Praktiskt taget alla organismer på planeten, från bakterier till människor, har en dygnsklocka, en biologisk tidmekanism som svänger med en period av ungefär 24 timmar och koordinerar med dag- och nattcykeln.
Denna klocka påverkas av rytmerna av ljus, temperatur och mattillgänglighet och intressant nog har nyligen genomförda studier funnit ett samband mellan den dygnsklocka och ämnesomsättningen. "Viktiga metabolismfunktioner påverkas också starkt av dygnsklockor, så aktiviteter som ett jobb på en nattskift kan orsaka en brist på riskjustering av klockan, med en ökning av metaboliska och autoimmuna sjukdomar, som fetma, typ diabetes 2, cancer och multipel skleros, "förklarar Akassoglou.
"I den här studien har vi identifierat p75NTR som en viktig molekylär" koppling "mellan dygnsklockan och metabolisk hälsa, " säger Dr. Akassoglou, som också är professor i neurologi vid University of California, San Francisco (UCSF), med Gladstone är ansluten. Ursprungligen trodde man att p75NTR endast var aktivt i nervsystemet, men efterföljande studier har funnit att den är aktiv i många typer av celler i hela kroppen, vilket tyder på att det påverkar en mängd biologiska funktioner.
Förra året upptäckte Gladstone-forskare att p75NTR finns i levern och fettcellerna och reglerar blodglukosnivåerna i en viktig metabolisk process. Eftersom dessa resultat upptäcker ett samband mellan p75NTR och ämnesomsättning testade forskarteamet, först på en petriskål och sedan på djurmodeller, om det också fanns ett samband mellan p75NTR och dygnsklockan.
Teamet fokuserade på två gener som heter Clock och Bmal1, kallade "cirkadiska reglerande gener", som, liksom andra som dem, finns i hela kroppen och deras aktivitet styr den døgnklockan. Forskarna ville se om det fanns ett samband mellan dessa circadiangener och p75NTR.
"Våra initiala experiment avslöjade en sådan koppling, " påminner om Gladstone postdoktor Bernat Baeza-Raja, huvudförfattare till artikeln. "I de enskilda cellerna såg vi att produktionen av p75NTR styrdes av klocka och Bmal1, som binder direkt till genen som kodar för p75NTR och påbörjar produktionen av proteinet, " tillägger han.
Men kanske viktigare än hur p75NTR producerades var när. Teamet fann att produktionen av p75NTR, precis som själva djurklockgenerna, oscillerar i en 24-timmarscykelcykel med den naturliga cirkadiska rytmen hos cellerna, fynd som stödde experimenten i musmodeller.
Och när teamet genetiskt modifierade en grupp av möss så att de saknade generna i døgnklockan var allt annat synkroniserat. Den cirkadiska svängningen av p75NTR-produktionen avbröts och p75NTR-nivåerna sjönk.
Vad som dock var mest fascinerande, säger forskarna, var hur ett fall i p75NTR-nivåerna sedan påverkade ett brett utbud av døgnklocksystem. Specifikt fick de regelbundna svängningarna av andra døgngener i hjärnan och levern störningar, liksom de gener som är kända för att reglera glukos- och lipidmetabolismen.
"Upptäckten att förlusten av p75NTR påverkar cirkadianska och metaboliska system är ett starkt bevis på att detta protein är nära kopplat till båda, " säger direktören för Life Sciences Institute Alan Saltiel, som också är professor vid University of Michigan och deltog inte i studien. "Det kommer att vara intressant att se vilka andra insikter Dr. Akassoglou och hennes team kommer att upptäcka när de fortsätter att undersöka rollen för p75NTR i djurklockor och metabolisk funktion."
"Även om dessa resultat avslöjar att p75NTR är en viktig koppling mellan djurklockor och ämnesomsättning, är systemet komplex och det finns förmodligen andra faktorer att spela, " sade Akassoglou. "För närvarande arbetar vi för att identifiera förhållandet mellan døgnklockan, ämnesomsättningen och immunsystemet, så en dag skulle vi kunna utveckla terapier för att behandla sjukdomar som påverkas av störningen av dygnsklockan, som inkluderar inte bara fetma och diabetes, utan också potentiellt multipel skleros och till och med Alzheimers sjukdom. "
Källa:
Taggar:
Sex Hälsa Skönhet
I det senaste numret av Journal of Neuroscience avslöjar Gladstone-forskaren Katerina Akassoglou och hennes team i djurmodeller hur produktionen av p75 neurotrophin (p75NTR) proteinreceptor oscillerar över tiden med kroppens naturliga djurklocka och hur dessa rytmiska svängningar hjälper till att reglera vitala metaboliska funktioner.
Denna upptäckt belyser den utbredda vikten av p75NTR och erbjuder en uppfattning om hur dygnsklockan hjälper till att upprätthålla kroppens övergripande metaboliska hälsa. Praktiskt taget alla organismer på planeten, från bakterier till människor, har en dygnsklocka, en biologisk tidmekanism som svänger med en period av ungefär 24 timmar och koordinerar med dag- och nattcykeln.
Denna klocka påverkas av rytmerna av ljus, temperatur och mattillgänglighet och intressant nog har nyligen genomförda studier funnit ett samband mellan den dygnsklocka och ämnesomsättningen. "Viktiga metabolismfunktioner påverkas också starkt av dygnsklockor, så aktiviteter som ett jobb på en nattskift kan orsaka en brist på riskjustering av klockan, med en ökning av metaboliska och autoimmuna sjukdomar, som fetma, typ diabetes 2, cancer och multipel skleros, "förklarar Akassoglou.
"I den här studien har vi identifierat p75NTR som en viktig molekylär" koppling "mellan dygnsklockan och metabolisk hälsa, " säger Dr. Akassoglou, som också är professor i neurologi vid University of California, San Francisco (UCSF), med Gladstone är ansluten. Ursprungligen trodde man att p75NTR endast var aktivt i nervsystemet, men efterföljande studier har funnit att den är aktiv i många typer av celler i hela kroppen, vilket tyder på att det påverkar en mängd biologiska funktioner.
Förra året upptäckte Gladstone-forskare att p75NTR finns i levern och fettcellerna och reglerar blodglukosnivåerna i en viktig metabolisk process. Eftersom dessa resultat upptäcker ett samband mellan p75NTR och ämnesomsättning testade forskarteamet, först på en petriskål och sedan på djurmodeller, om det också fanns ett samband mellan p75NTR och dygnsklockan.
Teamet fokuserade på två gener som heter Clock och Bmal1, kallade "cirkadiska reglerande gener", som, liksom andra som dem, finns i hela kroppen och deras aktivitet styr den døgnklockan. Forskarna ville se om det fanns ett samband mellan dessa circadiangener och p75NTR.
"Våra initiala experiment avslöjade en sådan koppling, " påminner om Gladstone postdoktor Bernat Baeza-Raja, huvudförfattare till artikeln. "I de enskilda cellerna såg vi att produktionen av p75NTR styrdes av klocka och Bmal1, som binder direkt till genen som kodar för p75NTR och påbörjar produktionen av proteinet, " tillägger han.
Men kanske viktigare än hur p75NTR producerades var när. Teamet fann att produktionen av p75NTR, precis som själva djurklockgenerna, oscillerar i en 24-timmarscykelcykel med den naturliga cirkadiska rytmen hos cellerna, fynd som stödde experimenten i musmodeller.
Och när teamet genetiskt modifierade en grupp av möss så att de saknade generna i døgnklockan var allt annat synkroniserat. Den cirkadiska svängningen av p75NTR-produktionen avbröts och p75NTR-nivåerna sjönk.
Vad som dock var mest fascinerande, säger forskarna, var hur ett fall i p75NTR-nivåerna sedan påverkade ett brett utbud av døgnklocksystem. Specifikt fick de regelbundna svängningarna av andra døgngener i hjärnan och levern störningar, liksom de gener som är kända för att reglera glukos- och lipidmetabolismen.
"Upptäckten att förlusten av p75NTR påverkar cirkadianska och metaboliska system är ett starkt bevis på att detta protein är nära kopplat till båda, " säger direktören för Life Sciences Institute Alan Saltiel, som också är professor vid University of Michigan och deltog inte i studien. "Det kommer att vara intressant att se vilka andra insikter Dr. Akassoglou och hennes team kommer att upptäcka när de fortsätter att undersöka rollen för p75NTR i djurklockor och metabolisk funktion."
"Även om dessa resultat avslöjar att p75NTR är en viktig koppling mellan djurklockor och ämnesomsättning, är systemet komplex och det finns förmodligen andra faktorer att spela, " sade Akassoglou. "För närvarande arbetar vi för att identifiera förhållandet mellan døgnklockan, ämnesomsättningen och immunsystemet, så en dag skulle vi kunna utveckla terapier för att behandla sjukdomar som påverkas av störningen av dygnsklockan, som inkluderar inte bara fetma och diabetes, utan också potentiellt multipel skleros och till och med Alzheimers sjukdom. "
Källa:
