Orologi periferici "Swatch" sono una forza potente nella ritmi circadiani del corpo

Giugno 14, 2016 Admin Salute 0 6
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BOSTON, MA - I ritmi quotidiani del corpo, una volta pensato di essere rigorosamente disciplinati da un master clock depositata nel cervello, sembra essere guidato in modo notevole da piccoli orologi intascato in organi di tutto il corpo. Cosa c'è di più, questi orologi periferici sembrano essere sorprendentemente idiosincratico in apparenza, più come orologi Swatch che classico Timexes. Orologi situati nel fegato e nel cuore sembrano usare molto diversi set di geni per eseguire essenzialmente le stesse funzioni, i ricercatori della Harvard Medical School e della Harvard School of Public Health rapporto nel 21 aprile Nature on-line. Lo studio, tra i primi a esplorare i meccanismi di tempo circadiani di fuori del cervello, potrebbe avere un potenziale ampio impatto sui campi fiorente della medicina e della scienza circadiano postgenomica.

I medici hanno conosciuto per anni che gli organi funzionano a ritmi-the differenti cuore batte, ioni reni di trasporto e di elettroliti, il fegato metabolizza lipidi, zuccheri e aminoacidi in modo diverso nel corso della giornata, e hanno usato questa conoscenza per progettare farmaci più efficaci regimi posologici per i pazienti. Una migliore comprensione di ciò che spinge questi ritmi locali, e il modo in cui vanno male, potrebbe aiutare gli sforzi dei medici.

La scoperta che diversi geni svolgono funzioni analoghe circadiani porta anche sui tentativi di andare oltre il Progetto Genoma Umano, per trovare le funzioni per le decine di migliaia di nuovi geni descritti. "C'è una lezione qui oltre orologi, e cioè che la relazione tra regolazione genica e fisiologia è una scatola nera gigante", ha detto il ricercatore principale dello studio, Charles Weitz, assistente professore di Neurobiologia presso la Harvard Medical School.




L'esistenza di orologi periferici era stato sospettato, ma nessuno sapeva quanto controllo hanno effettivamente avuto o perché erano in organi come il cuore, i polmoni, il fegato e, in primo luogo. Utilizzando i chip di nuova concezione gene, Charles Weitz, Kai-Florian Storch, Research Fellow in Neurobiologia presso la Harvard Medical School e autore principale dello studio, e colleghi hanno monitorato l'attività di 12.000 geni-un terzo dell'intero genoma del mouse-nei cuori e fegati di topi a vari punti durante il giorno. I modelli matematici sviluppati da Ala Wong, professore di Biologia Computazionale presso la Harvard School of Public Health, ha rivelato che otto-dieci per cento sono state espresse in un ritmo marcatamente circadiano sia nel cuore e il fegato. "Questa è una bella grossa fetta del genoma", ha detto Weitz.

A prima vista, i set di geni recuperati dal fegato e cuore visualizzati enormi differenze. Degli oltre 460 cuore e quasi 600 geni del fegato, i ricercatori hanno trovato solo 37 geni circadiani in comune. Molti erano i geni originariamente scoperti nel master clock del cervello, il nucleo soprachiasmatico, e sono probabilmente componenti di base dell'orologio. I restanti geni, la cui espressione è probabilmente sotto il controllo dell'orologio, esposti marcatamente diversi modelli di espressione. Espressione di picco per geni epatici verificato in vari punti durante il giorno, mentre quasi tutti i geni cardiaci esposte massima di uscita allo stesso tempo, circa metà mattina-constatazione che Weitz non può ancora spiegare.

Tuttavia, un'analisi più approfondita ha rivelato una notevole somiglianza. Utilizzando un programma che analizza le funzioni del gene individuale, Gene Ontology, i ricercatori hanno imparato che anche se diversa composizione, i set di geni si esibivano compiti molto simili a cellule, dalla comunicazione per il trasporto, il metabolismo, e la morte cellulare. La risposta alla domanda, 'Perché ci sono gli orologi periferici?' sembra essere che stanno effettuando le funzioni essenziali, anche se da proteine ​​molto differenti.

Non è chiaro come e perché il cuore e il fegato utilizza diversi geni di svolgere compiti analoghi. "Non vi è alcun modo semplice per legare l'arco", ha detto Weitz. "Ma è potenzialmente apre la porta a una sorta di complessità che ora dobbiamo pensare."

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