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Neue "spät-leben-cycler" zirkadiane gene im zusammenhang mit alterung und stress

Forscher aus der Oregon State University haben eine Untergruppe von circadianen Genen entdeckt, die nur als Organismus im Alter oder in Zeiten des Stresses aktiv werden. Sie könnten eine neue Linse, durch die der Prozess der zellulären Alterung zu sehen.

Ein neuer Satz von zirkadianen Genen, die während des Alterns und Stresses aktiv werden, wurde entdeckt.

Nahezu jedes Tier auf der Erde hat einen circadianen Rhythmus - eine rund 24-stündige biologische, interne Uhr. Diese tägliche Ebbe und Flut wird durch ähnliche genetische Mechanismen im ganzen Tierreich angetrieben.

Sogar bis zur bescheidenen Fruchtfliege ist der genetische Fingerabdruck der zirkadianen Rhythmizität gleich.

Die natürliche Uhr des Körpers beaufsichtigt eine breite Palette biologischer Wege.

Das Studium dieser faszinierenden Rhythmen und deren Implikationen ist in den letzten Jahrzehnten in Sprüngen und Grenzen fortgeschritten, aber es gibt noch viel zu lernen, vor allem in Bezug auf ihre Rolle in der Krankheit.

Man muss sich nur an die psychologischen und physiologischen Wirkungen von Jetlag erinnern, um zu verstehen, wie bedeutsame zirkadiane Rhythmen zum Wohlbefinden sind.

Circadian Rhythmen und Gesundheit

Obwohl der von Jetlag betroffene Schlaf- / Wachzyklus die offensichtlichste Rolle der zirkadianen Rhythmen ist, ist es nur ein kleines Zahnrad in einer riesigen und komplexen Maschine. Die beteiligten Gene beaufsichtigen eine Vielzahl von biochemischen Prozessen.

Unterbrochene zirkadiane Rhythmen sind mit einer Reihe von Krankheiten verbunden; Von psychiatrischen und neurodegenerativen Erkrankungen bis hin zu Krebs. Es gibt auch Hinweise darauf, dass die Interferenz mit der biologischen Uhr die Gesamtlebensdauer verkürzen könnte.

Obwohl gestörte zirkadiane Zyklen in diese schädlichen Prozesse verwickelt wurden, genau wie die biologische Uhr einen Organismus vor alters- und stressbedingter Degeneration schützt, ist nicht verstanden worden. Eine Studie, die in dieser Woche veröffentlicht wurde Naturkommunikation , Leuchtet ein Licht auf einen potenziellen Key-Player.

Während wir altern, behalten einige unserer Körperuhr-Gene ihre Rhythmizität, während andere ständig aus der Synchronisation herausdringen. Ein Forscherteam, geführt von Rachael Kuintzle, hat vor kurzem eine Reihe von Genen aufgedeckt, die diesen Trend, die als Spät-Life-Cycler (LLCs) bezeichnet werden.

In ihrer Studie an Drosophila Fruchtfliegen, diese Gene wurden nur gezeigt, um später im Leben aktiv zu werden, oder bei kämpfen von intensivem Stress.

Diese Klasse von LLC-Genen scheint aktiv zu werden und reagieren auf einige der am häufigsten vorkommenden Stress, wie zelluläre und molekulare Schäden, oxidativen Stress oder sogar einige Krankheitszustände."
Co-Senior-Autorin Jadwiga Giebultowicz, Professorin an der OSU-Hochschule für Wissenschaft

Als Individuen altern, neigt es dazu, neuronale Degeneration, Reduzierung des Gedächtnisses und andere kognitive Probleme zu sein; Diese Probleme werden schlechter, wenn die biologische Uhr experimentell unterbrochen wird. Die Autoren glauben, dass LLC-Gene eine Antwort darauf sind und werden in Aktion zum Schutz des Nervensystems aufgerufen.

LLCs und Alterung

Als Aging-Märkte auf, werden LLC-Gene immer aktiver. Sie scheinen eine Rolle bei der Beseitigung von falsch gefalteten Proteinen zu spielen oder ihnen zu helfen, wieder richtig 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 kann eine fehlende Verbindung liefern, die Antwort darauf, warum die Störung der zirkadianen Uhren die Alterungssymptome beschleunigt."

Die Forscher fanden heraus, dass, wenn sie oxidativen Stress in jungen Fruchtfliegen verursachten, LLC-Gene rhythmisch aktiv wurden. "In Experimenten, in denen wir künstlichen oxidativen Stress in jungen Fruchtfliegen kreierten, wurden die LLC-Gene rhythmisch aktiviert", so Eileen Chow, ein Oregon-Staat Universitätsfakultätsforscher und Co-Autor der Studie.

"Einige dieser gleichen Gene sind bekannt, um bei Menschen, die Krebs haben, aktiver zu sein. Sie scheinen ein zweischneidiges Schwert zu sein, das in Zeiten des Stresses notwendig ist, aber möglicherweise schädlich, wenn sie die ganze Zeit aktiviert ist", fügt sie hinzu.

Gene, die circadiane Rhythmen kontrollieren, einschließlich LLC-Gene, werden im gesamten Nervensystem und peripheren Organen gefunden. Sie haben einen Einfluss auf eine Reihe von Prozessen und Verhaltensweisen aus dem offensichtlichen, wie Schlaf, durch die Fütterung Muster, Fruchtbarkeit, DNA-Reparatur und die Wirksamkeit von Medikamenten.

Weil zirkadiane Rhythmen so integral und einflussreich für Gesundheit und Krankheit sind, könnten neue Entdeckungen groß angelegte Implikationen für die Entwicklung der medizinischen Interventionen der Zukunft haben. Durch ein besseres Verständnis dieser neuen Gruppe von Genen könnte es letztlich möglich sein, sie in Aktion zu manipulieren oder ihre Reaktion zu dämpfen.

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