Svegliarsi è difficile da fare: Scienziati identificano un gene importante per i ritmi quotidiani del ciclo sonno-veglia

Maggio 23, 2016 Admin Salute 0 27
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Scienziati della Northwestern University hanno scoperto un nuovo meccanismo negli ingranaggi fondamentali dell'orologio circadiano. Hanno trovato la perdita di un certo gene, chiamato "ventiquattro" scombina il ritmo del ciclo sonno-veglia del moscerino della frutta comune, rendendo più difficile per le mosche per risvegliare.

L'orologio circadiano guida, tra le altre cose, quando un organismo si sveglia e quando dorme. Mentre lo studio Northwestern è stato fatto usando la mosca Drosophila melanogaster, i risultati hanno implicazioni per gli esseri umani.

La ricerca sarà pubblicata 17 febbraio sulla rivista Nature.




"La funzione di un orologio è quello di raccontare il sistema per essere preparati, che il sole è in aumento, ed è ora di alzarsi", ha detto Ravi Allada, MD, che ha guidato la ricerca presso Northwestern. "Le mosche senza ventiquattro gene non è diventato molto più attivo prima dell'alba. L'equivalente nell'uomo potrebbe essere qualcuno che ha difficoltà ad alzarsi dal letto la mattina."

Allada è professore di neurobiologia e fisiologia nel Weinberg College of Arts and Sciences e direttore associato del Centro per Sleep e Biologia circadiano.

Periodo (per) è un gene in mosche di frutta che codifica per una proteina, chiamata PER, che regola il ritmo circadiano. Allada ei suoi colleghi hanno scoperto che ventiquattro è di fondamentale importanza per la produzione di questa proteina orologio chiave. Quando ventiquattro non è presente molto poche proteine ​​PER si trova nei neuroni del cervello, e il ritmo sonno-veglia della mosca è disturbato.

Sembra era destino che il gene Allada e la sua squadra individuato sarebbe importante nella regolazione del ciclo sonno-veglia di 24 ore. Nome generico del gene è CG4857, ei numeri aggiungere fino a 24, guadagnandosi il ventiquattro nickname. (Genoma della mosca della frutta è stato sequenziato nel 2000, ma fino ad ora la funzione di questo gene era sconosciuta.)

I meccanismi fondamentali conosciuti dell'orologio circadiano, sia in mosche e nell'uomo, comportano il processo di trascrizione, in cui l'RNA viene prodotto dal DNA. Una parte del sistema di controllo chiamato un anello di retroazione trascrizionale è importante. (La parola circadiano deriva dalla frase latina "circa diem," che significa "circa un giorno.")

Nel tentativo di identificare nuovi componenti dell'orologio, i ricercatori hanno identificato un nuovo giocatore nel sistema, il gene ventiquattro. Invece di operare il processo di trascrizione, hanno trovato ventiquattro opera nel processo di traduzione: traduzione proteine ​​RNA.

Appare Ventiquattro di essere una proteina che promuove definizione di periodo RNA alle proteine. "Questo definisce veramente un nuovo meccanismo attraverso il quale gli orologi circadiani funzionano", ha detto Allada. "Abbiamo riscontrato che ventiquattro ha un ruolo molto forte e critico nel tradurre una proteina orologio chiave. La traduzione in realtà non è stato apprezzato prima ad avere un ruolo così importante nel processo."

I ricercatori credono che è probabile che un meccanismo simile a quello descritto per la mosca gene ventiquattro sarà evolutivamente conservato e trovato nell'uomo.

Allada e il suo team hanno lavorato con Northwestern scienziati del Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST). Utilizzando una biblioteca Drosophila a KAIST, i ricercatori hanno prima proiettato il comportamento di 4.000 diverse mosche in cerca di mosche cui cicli sonno-veglia erano storto. (Ogni volo ha avuto un diverso gene overexpressed e comportamento così diverso.) La mosca con il cambiamento più drammatico è stato uno con un ciclo più lungo del normale, 26 ore invece di 24.

Il gene overexpressed in questa mosca era CG4857. I ricercatori prossimo rimossi, o eliminato, questo gene in linea. Queste mosche avevano molto povera ritmo sonno-veglia e sarebbe dormire e svegliarsi in ogni momento della giornata. I ricercatori hanno scoperto molto poco della proteina critica PER nei neuroni cerebrali nonostante il fatto che per l'RNA è probabile prodotta nei neuroni. Senza ventiquattro dell'RNA non è stato tradotto nella proteina PER, che porta a disfunzioni.

Oltre a Allada, altri autori della carta Chunghun Lim e Valerie L. Kilman, dalla Northwestern; Jongbin Lee, Changtaek Choi, Juwon Kim e Joonho Choe, da Corea Istituto Superiore di Scienza e Tecnologia, Corea; e Sung Mi Park e Sung Key Jang, da Pohang University of Science and Technology, Corea.

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