Torsdag 20. juni 2013.-Forskere ved Gladstone Institutes, i San Francisco, California (USA), har oppdaget hvordan et viktig protein er på direkte kommando av kroppens døgnklokke eller biologiske rytme, hvordan det regulerer grunnleggende døgnprosesser og hvordan man endrer dens normale funksjon kan føre til at dette kritiske systemet ikke er synkronisert.
I den siste utgaven av Journal of Neuroscience avslører Gladstone-forsker Katerina Akassoglou og hennes team i dyremodeller hvordan produksjonen av p75 neurotrophin (p75NTR) proteinreseptor oscillerer over tid med kroppens naturlige døgnklokke og hvordan disse rytmiske svingningene hjelper til med å regulere vitale metabolske funksjoner.
Denne oppdagelsen fremhever den utbredte viktigheten av p75NTR, og gir en ide om hvordan døgnklokken er med på å opprettholde kroppens generelle metabolske helse. Så godt som alle organismer på planeten, fra bakterier til mennesker, har en døgnklokke, en biologisk tidsstyringsmekanisme som svinger med en periode på omtrent 24 timer og koordinerer med dag- og nattesyklusen.
Denne klokken er påvirket av rytmene til lys, temperatur og mattilgjengelighet, og interessant nok har nyere studier også funnet en sammenheng mellom døgnklokken og stoffskiftet. "Viktige metabolske funksjoner er også sterkt påvirket av døgnklokker, så aktiviteter som en jobb på et nattskift kan føre til manglende risikojustering av klokken, med en økning i metabolske og autoimmune sykdommer, som fedme, type diabetes 2, kreft og multippel sklerose, "forklarer Akassoglou.
"I denne studien har vi identifisert p75NTR som en viktig molekylær 'kobling' mellom døgnklokken og metabolsk helse, " sier Dr. Akassoglou, som også er professor i nevrologi ved University of California, San Francisco (UCSF), med Gladstone er tilknyttet. Opprinnelig trodde man at p75NTR bare var aktiv i nervesystemet, men påfølgende studier har funnet at den er aktiv i mange typer celler i hele kroppen, noe som tyder på at det påvirker en lang rekke biologiske funksjoner.
I fjor oppdaget forskere fra Gladstone at p75NTR er til stede i leveren og fettcellene og regulerer blodsukkernivået i en viktig metabolsk prosess. Siden disse resultatene oppdager et forhold mellom p75NTR og stoffskifte, testet forskerteamet, først på en petriskål og deretter på dyremodeller, hvis det også var en sammenheng mellom p75NTR og døgnklokken.
Teamet fokuserte på to gener kalt Clock og Bmal1, kalt "døgnregulerende gener", som, i likhet med andre som dem, finnes i hele kroppen og deres aktivitet kontrollerer døgnklokken. Forskerne ville se om det var en sammenheng mellom disse døgngenene og p75NTR.
"Våre innledende eksperimenter avslørte en slik forbindelse, " husker Gladstone-postdoktor Bernat Baeza-Raja, hovedforfatter av artikkelen. "I de enkelte celler så vi at produksjonen av p75NTR ble kontrollert av klokke og Bmal1, som binder direkte til genet som koder for p75NTR og begynner produksjonen av proteinet, " legger han til.
Men kanskje, viktigere enn måten p75NTR ble produsert på, var når. Teamet fant at produksjonen av p75NTR, i likhet med de døgnklokkegenene selv, svinger i løpet av en 24-timers syklus av synkronisering med den naturlige døgnrytmen til cellene, funn som støttet eksperimentene i musemodeller.
Og da teamet genetisk modifiserte en gruppe mus slik at de manglet genene fra døgnklokken, var alt annet synkronisert. Døgnsvingningen av p75NTR-produksjonen ble avbrutt og p75NTR-nivåene falt.
Det som imidlertid var mest fascinerende, sier forskerne, var hvordan et fall i p75NTR-nivåene deretter påvirket et bredt utvalg av døgnklokke-systemer. Spesifikt fikk de vanlige svingningene fra andre døgngener i hjernen og leveren forstyrrelser, så vel som genene som er kjent for å regulere glukose- og lipidmetabolismen.
"Funnet at tapet av p75NTR påvirker døgn- og metabolske systemer er sterke bevis på at dette proteinet er nært knyttet til begge deler, " sier direktøren for Life Sciences Institute Alan Saltiel, som også er professor ved University of Michigan og deltok ikke i studien. "Det vil være interessant å se hva andre innsikter Dr. Akassoglou og hennes team vil oppdage når de fortsetter å undersøke rollen til p75NTR i døgnklokker og metabolsk funksjon."
"Selv om disse resultatene avslører at p75NTR er en viktig kobling mellom døgnklokker og stoffskifte, er systemet komplisert, og det er sannsynligvis andre faktorer som spiller, " sa Akassoglou. "For tiden jobber vi med å identifisere forholdet mellom døgnklokken, stoffskiftet og immunforsvaret, så vi en dag kunne utvikle terapier for å behandle sykdommer påvirket av forstyrrelsen av døgnklokken, som inkluderer ikke bare overvekt og diabetes, men også potensiell multippel sklerose og til og med Alzheimers sykdom. "
Kilde:
Tags:
Regenerering Helse Ordliste
I den siste utgaven av Journal of Neuroscience avslører Gladstone-forsker Katerina Akassoglou og hennes team i dyremodeller hvordan produksjonen av p75 neurotrophin (p75NTR) proteinreseptor oscillerer over tid med kroppens naturlige døgnklokke og hvordan disse rytmiske svingningene hjelper til med å regulere vitale metabolske funksjoner.
Denne oppdagelsen fremhever den utbredte viktigheten av p75NTR, og gir en ide om hvordan døgnklokken er med på å opprettholde kroppens generelle metabolske helse. Så godt som alle organismer på planeten, fra bakterier til mennesker, har en døgnklokke, en biologisk tidsstyringsmekanisme som svinger med en periode på omtrent 24 timer og koordinerer med dag- og nattesyklusen.
Denne klokken er påvirket av rytmene til lys, temperatur og mattilgjengelighet, og interessant nok har nyere studier også funnet en sammenheng mellom døgnklokken og stoffskiftet. "Viktige metabolske funksjoner er også sterkt påvirket av døgnklokker, så aktiviteter som en jobb på et nattskift kan føre til manglende risikojustering av klokken, med en økning i metabolske og autoimmune sykdommer, som fedme, type diabetes 2, kreft og multippel sklerose, "forklarer Akassoglou.
"I denne studien har vi identifisert p75NTR som en viktig molekylær 'kobling' mellom døgnklokken og metabolsk helse, " sier Dr. Akassoglou, som også er professor i nevrologi ved University of California, San Francisco (UCSF), med Gladstone er tilknyttet. Opprinnelig trodde man at p75NTR bare var aktiv i nervesystemet, men påfølgende studier har funnet at den er aktiv i mange typer celler i hele kroppen, noe som tyder på at det påvirker en lang rekke biologiske funksjoner.
I fjor oppdaget forskere fra Gladstone at p75NTR er til stede i leveren og fettcellene og regulerer blodsukkernivået i en viktig metabolsk prosess. Siden disse resultatene oppdager et forhold mellom p75NTR og stoffskifte, testet forskerteamet, først på en petriskål og deretter på dyremodeller, hvis det også var en sammenheng mellom p75NTR og døgnklokken.
Teamet fokuserte på to gener kalt Clock og Bmal1, kalt "døgnregulerende gener", som, i likhet med andre som dem, finnes i hele kroppen og deres aktivitet kontrollerer døgnklokken. Forskerne ville se om det var en sammenheng mellom disse døgngenene og p75NTR.
"Våre innledende eksperimenter avslørte en slik forbindelse, " husker Gladstone-postdoktor Bernat Baeza-Raja, hovedforfatter av artikkelen. "I de enkelte celler så vi at produksjonen av p75NTR ble kontrollert av klokke og Bmal1, som binder direkte til genet som koder for p75NTR og begynner produksjonen av proteinet, " legger han til.
Men kanskje, viktigere enn måten p75NTR ble produsert på, var når. Teamet fant at produksjonen av p75NTR, i likhet med de døgnklokkegenene selv, svinger i løpet av en 24-timers syklus av synkronisering med den naturlige døgnrytmen til cellene, funn som støttet eksperimentene i musemodeller.
Og da teamet genetisk modifiserte en gruppe mus slik at de manglet genene fra døgnklokken, var alt annet synkronisert. Døgnsvingningen av p75NTR-produksjonen ble avbrutt og p75NTR-nivåene falt.
Det som imidlertid var mest fascinerende, sier forskerne, var hvordan et fall i p75NTR-nivåene deretter påvirket et bredt utvalg av døgnklokke-systemer. Spesifikt fikk de vanlige svingningene fra andre døgngener i hjernen og leveren forstyrrelser, så vel som genene som er kjent for å regulere glukose- og lipidmetabolismen.
"Funnet at tapet av p75NTR påvirker døgn- og metabolske systemer er sterke bevis på at dette proteinet er nært knyttet til begge deler, " sier direktøren for Life Sciences Institute Alan Saltiel, som også er professor ved University of Michigan og deltok ikke i studien. "Det vil være interessant å se hva andre innsikter Dr. Akassoglou og hennes team vil oppdage når de fortsetter å undersøke rollen til p75NTR i døgnklokker og metabolsk funksjon."
"Selv om disse resultatene avslører at p75NTR er en viktig kobling mellom døgnklokker og stoffskifte, er systemet komplisert, og det er sannsynligvis andre faktorer som spiller, " sa Akassoglou. "For tiden jobber vi med å identifisere forholdet mellom døgnklokken, stoffskiftet og immunforsvaret, så vi en dag kunne utvikle terapier for å behandle sykdommer påvirket av forstyrrelsen av døgnklokken, som inkluderer ikke bare overvekt og diabetes, men også potensiell multippel sklerose og til og med Alzheimers sykdom. "
Kilde:
