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Neue circadiane "Late-Life-Cycler" Gene, die mit Alterung und Stress verbunden sind
Forscher der Oregon State University haben eine Untergruppe von zirkadianen Genen entdeckt, die erst aktiv werden, wenn ein Organismus altert oder in Zeiten von Stress. Sie könnten eine neue Linse bereitstellen, durch die der Prozess der Zellalterung betrachtet werden kann.
Eine neue Reihe von zirkadianen Genen, die während des Alterns und Stress aktiv werden, wurden entdeckt.
Praktisch jedes Tier auf der Erde hat einen zirkadianen Rhythmus - eine ungefähr 24-stündige biologische innere Uhr. Diese tägliche Ebbe und Flut wird durch ähnliche genetische Mechanismen im gesamten Tierreich vorangetrieben.
Selbst bis zur bescheidenen Fruchtfliege ist der genetische Fingerabdruck der zirkadianen Rhythmik derselbe.
Die natürliche Uhr unseres Körpers überwacht eine Vielzahl von biologischen Pfaden.
Die Erforschung dieser faszinierenden Rhythmen und ihrer Implikationen ist in den letzten Jahrzehnten sprunghaft vorangeschritten, aber es gibt noch viel zu lernen, besonders in Bezug auf ihre Rolle bei Krankheiten.
Man muss sich nur an die psychologischen und physiologischen Auswirkungen des Jetlags erinnern, um zu verstehen, wie wichtig circadiane Rhythmen für das Wohlbefinden sind.
Circadian Rhythmen und Gesundheit
Obwohl der Schlaf- / Wach-Zyklus, der durch den Jetlag beeinflusst wird, die offensichtlichste Rolle der zirkadianen Rhythmen ist, ist er nur ein kleines Rädchen in einer riesigen und komplexen Maschine. Die beteiligten Gene überwachen eine Vielzahl von biochemischen Prozessen.
Gestörte zirkadiane Rhythmen wurden mit einer Reihe von Krankheiten in Verbindung gebracht; von psychiatrischen und neurodegenerativen Erkrankungen bis hin zu Krebs. Es gibt auch Hinweise darauf, dass eine Störung der biologischen Uhr die Gesamtlebensdauer verkürzen könnte.
Obwohl gestörte circadiane Zyklen mit diesen schädlichen Prozessen in Verbindung gebracht wurden, wurde nicht genau verstanden, wie die biologische Uhr einen Organismus vor alters- und stressbedingter Degeneration schützt. Eine Studie, veröffentlicht in dieser Woche in Naturkommunikationen, beleuchtet ein potenzieller Schlüsselspieler.
Wenn wir älter werden, behalten einige Gene unserer Körperuhr ihre Rhythmik bei, während andere immer mehr aus dem Gleichgewicht geraten. Ein Forscherteam unter der Leitung von Rachael Kuintzle hat kürzlich eine Reihe von Genen entdeckt, die sich diesem Trend widersetzen, die als "Late-Life-Cycler" (LLCs) bezeichnet werden.
In ihrer Studie über Drosophila Fruchtfliegen, diese Gene wurden gezeigt, nur um später im Leben, oder während Anfälle von starkem Stress aktiv zu werden.
"Diese Klasse von LLC-Genen scheint aktiv zu werden und reagiert auf einige der am häufigsten im Alter auftretenden Stressfaktoren wie zelluläre und molekulare Schäden, oxidativen Stress oder sogar einige Krankheitszustände."
Co-Senior Autorin Jadwiga Giebultowicz, Professorin am OSU College of Science
Mit zunehmendem Alter neigen neurale Degeneration, Gedächtnisreduktion und andere kognitive Probleme dazu; Diese Probleme werden schlimmer, wenn die biologische Uhr experimentell gestört wird. Die Autoren glauben, dass LLC-Gene eine Antwort darauf sind und in Aktion treten, um das Nervensystem zu schützen.
LLCs und Alterung
Mit zunehmendem Alter werden LLC-Gene immer aktiver. Sie scheinen eine Rolle bei der Sequestrierung von falsch gefalteten Proteinen zu spielen oder ihnen zu helfen, sich wieder korrekt zu falten. Bei bestimmten neurodegenerativen Erkrankungen, wie der Alzheimer-Krankheit, ist bekannt, dass die Proteinaggregation eine Rolle spielt; LLC-Gene könnten helfen, ihren Aufbau zu verhindern.
Laut David Hendrix, Co-Senior Autor der Studie:
"Die Entdeckung von LLC-Genen könnte ein fehlendes Bindeglied liefern, die Antwort darauf, warum die Störung der zirkadianen Uhren die Alterungserscheinungen beschleunigt."
Die Forscher fanden heraus, dass, wenn sie in jungen Fruchtfliegen oxidativen Stress erzeugten, LLC-Gene rhythmisch aktiv wurden. "In Experimenten, in denen wir künstlichen oxidativen Stress in jungen Fruchtfliegen erzeugten, wurden die LLC-Gene rhythmisch aktiviert", so Eileen Chow, wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Oregon State University und Co-Autorin der Studie.
"Einige dieser Gene sind bekanntermaßen bei krebskranken Menschen aktiver. Sie scheinen ein zweischneidiges Schwert zu sein, das in Zeiten von Stress notwendig ist, aber möglicherweise schädlich, wenn sie die ganze Zeit aktiviert werden", fügt sie hinzu.
Gene, die zirkadiane Rhythmen kontrollieren, einschließlich LLC-Genen, werden im gesamten Nervensystem und in peripheren Organen gefunden. Sie haben Einfluss auf eine Reihe von Prozessen und Verhaltensweisen, von offensichtlichen, wie Schlaf, bis zu Fütterungsmuster, Fruchtbarkeit, DNA-Reparatur und die Wirksamkeit von Medikamenten.
Da zirkadiane Rhythmen für Gesundheit und Krankheit so integral und einflussreich sind, könnten neue Entdeckungen weitreichende Auswirkungen auf die Entwicklung der medizinischen Interventionen der Zukunft haben. Durch das bessere Verständnis dieser neuen Gruppe von Genen könnte es schließlich möglich sein, sie in Aktion zu bringen oder ihre Reaktion zu dämpfen.
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