了解蜂窝时钟同步

了解蜂窝时钟同步
没有大脑时钟的小鼠失去了不同器官之间的同步,如生物发光曲线(右)所示。然而,在肝脏中,维持同步。信贷:©unige

昼夜钟表,调节所有生物的代谢功能在大约24小时内,是最基本的生物机制之一。在人类中,他们的破坏是许多代谢疾病如糖尿病或严重肝病的原因。虽然科学家多年来一直在研究这种机制,但对于它的工作原因而言,众所周知。由于基于生物发光的观测工具,日内瓦大学(Unige)的研究团队能够证明构成特定器官的细胞可以是同阶段的,即使在没有中央脑时钟或任何其他人的情况下也是如此身体的时钟。事实上,科学家设法在完全心律失常的小鼠中恢复肝脏中的昼夜节律功能,证明神经元在其协调能力中并不是独一无二的。结果可以在期刊中发现基因和发展

长期以来,科学界认为昼夜节律完全由位于大脑中的中心时钟控制,在几年前发现,在小分子时钟的所有细胞中存在。“然而,脑时钟被视为所有外围时钟的同步不可或缺的是,”Unige of Science of Science of Science of Science of Science of Science of Science的荣誉教授。“然而,通常的研究工具不允许我们探索这一假设的有效性。事实上,这样做,我们必须能够实时遵循,在相对较长的时间内,昼夜节律基因的表达有或没有功能性脑时钟的动物,“Plore Sintuleel,研究员在Unige的医学系和第一个作品中的第一个作者中的研究员。

生物发光来研究昼夜节律

早在2013年,Schibler教授的团队正在开发出一个全新的技术,现在可以商购获得,这使得可以监控特定器官的活动和控制它。“我们的灵感来自于萤火虫中可以观察到的生物发光原则,例如,”他解释道。“我们的小鼠携带一种昼夜报告基因,产生酶,荧光素酶。然后我们将荧光素加入其饮用水,一种物质,当荧光素酶氧化时,使光子发射导致光子发射。”然后通过将光倍增器捕获光,该光电倍增管记录每分钟发射的光子的数量,从而通过时间检测昼夜节律报告基因的表达。

肝时钟电池是相位耦合而不接收定时提示

在中央时钟被移除之后,科学家观察到身体中的所有时钟都处于不同的阶段。然而,在这种情况下,在单一器官 - 肝脏的水平 - 小鼠保留了稳健和协调的昼夜节律性。因此,虽然中央时钟可以在同一相中同步所有器官,但细胞足够通信以在单个器官内保持协调节律性。“虽然有人认为只有神经元有足够强大的联系,以确保这种昼夜协调,我们现在展示了这是非这种情况,”波隆索里尔尔说。“这将中央时钟的奇点置于视角。”

科学家们确认了他们的发现:在心律失常小鼠中,即没有昼夜钟表的小鼠,研究人员成功地恢复了肝脏在肝脏中的表达,而不会触及其他器官。“这让我们允许我们显示在一个器官中恢复的时钟,即使在没有身体中的所有其他时钟的情况下也有节奏,”她解释道。他们现在想了解这些细胞如何在没有从大脑或其他外部信号接收到任何信息时保持相同阶段。他们的假设?偶联形式的存在,以这些不同细胞之间的分子交换的形式。


进一步探索

调整昼夜时钟,促进节奏可能是未来治疗和药物的关键

更多信息:孔塞塞尔等,基因和发展(2021)。DOI:10.1101 / gad.346460.120
信息信息: 基因与发育

由...提供日内瓦大学
引文:了解蜂窝时钟同步(2021,2月17日)从HTTPS://medicalXpress.com/news/2021-02-cellular-clock-synchronization.html
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