Vuorokausirytmit, joka tunnetaan myös kehon sisäisenä kellona, koordinoivat biokemiallisten, fysiologisten ja käyttäytymisprosessien ajoitusta. Tämän kellon toimintahäiriöt voivat aiheuttaa useita sairauksia, kuten syöpää, sydän- ja verisuonisairauksia ja alttiutta infektioille.
Lepo-valve-sykli on nyt paremmin ymmärretty alan tutkimuksen ansiosta Massachusettsin yliopisto Amherst geneettisistä mutaatioista, jotka vaikuttavat vuorokausirytmeihin. Tämä työ antaa myös tuoreen näkökulman ihmisten sairauksien tutkimiseen ja viime kädessä uusien lääkehoitojen luomiseen.
Neurobiologi Eric Bittman, biologian emeritusprofessori, sanoi: "Tutkimme kahta mutaatiota, jotka molemmat vaikuttavat kykyymme reagoida valokierron muutoksiin. Molemmat nopeuttavat kelloa. Ne paljastavat, kuinka haavoittuvia olemme valossa tapahtuville häiriöille: pimeä aikataulu."
Tutkijat tunnistivat resessiivisen mutaation, jota he kutsuvat Duperiksi, viaksi syyrialaishamsterien vuorokausisäätelijägeenissä Cryptochrome 1 (CRY1). He paransivat hamsterin genomin luonnosta käyttämällä nopeaa homotsygoottisuuskartoitusta, mikä johti huippuluokan geneettiseen tutkimusmalliin ihmisen sairauksien tutkimiseen.
Tutkimusryhmä keskittyy stressin vaikutuksiin geneettisesti muunnetuissa hamstereissa a seuranta-paperi juuri julkaistu PNASissa. Tutkijat löysivät CRY1:lle aiemmin tuntemattomia rooleja sydänsairauksissa ja vuorokausivaihteluissa, mikä tarkoittaa biologisen kellon synkronointia ulkoisten vihjeiden kanssa.
Bittman selittää, "Duper nopeuttaa kelloa tasaisissa olosuhteissa ja se voi siirtyä jopa 180 astetta vasteena jopa lyhyelle valopulssille. Epäilemme, että tällä voi olla merkitystä jet lagin ja vuorotyön vaikutusten ymmärtämisessä."
"Kehon elimet nollaavat kellonsa eri nopeuksilla vuorokausihäiriön jälkeen. Tämän ajallisen poikkeaman uskotaan aiheuttavan haitallisia terveysvaikutuksia, jotka liittyvät wvuorotyötä. Melkein kaikki fysiologiset prosessimme ovat rytmisiä."
Kardiomyopaattisten hamstereiden elinikä lyhentyi kahdeksan tunnin vaihesiirroilla, jotka matkivat jet lagia joka toinen viikko. Mutanttihamsterien lyhyempi elinikä kääntyi kuitenkin päinvastaiseksi, koska mutaatio nopeutti niiden sopeutumista valon ja pimeyden syklin muutokseen.
Bittman sanoi, "Löydöillä on vaikutusta ihmisen biologisiin kelloihin liittyvien reittien määrittämiseen."
”Ihmisillä, joilla on viivettä tai miljoonia vuorotyöntekijöitä, voi kestää päiviä ja joskus viikkoja, ennen kuin keho – eri elimet – palaa normaaliin ajalliseen suhteeseensa. Monet meistä häiritä vuorokausijärjestelmäämme kun olemme alttiina valolle myöhään illalla, kuten katsomalla matkapuhelimia ja tietokoneiden näyttöjä. Voi kestää pari viikkoa, ennen kuin aivoillasi on oikea suhde maksaan ja munuaisiin."
”Tutkimuksen mukaan meidän kaikkien on oltava tietoisia siitä, miten ympäristö vaikuttaa meihin biologiset kellot. Erityisesti sairaaloiden on oltava herkkiä valojen ja pimeyden ajoitukselle potilaiden huoneissa. "Meidän on kiinnitettävä huomiota elinten ja pääkellon ja aivojen väliseen ajalliseen suhteeseen ja siihen, miten se säätelee kelloa aivoissa sekä reunaelimissä, ja olla herkkiä valolle: pimeälle ympäristölle."
Lehden viite:
- Chip Sisson et ai. Dupermutaatio paljastaa Cryptochrome 1:n aiemmin epäillyt toiminnot vuorokaudessa ja sydänsairauksissa. PNAS. DOI: 10.1073 / pnas.2121883119
