Schlafstörungen berichteten 50 bis 70 Millionen Amerikaner beeinflussen , und haben zu Fettleibigkeit und Diabetes, als auch in Verbindung gebracht worden Depression und anderen psychiatrischen Erkrankungen . Tagesrhythmus werden durch biologische Uhren , die Verhaltensweisen wie Schlafstörungen Regulierung getrieben . Umwelt- oder genetische Veränderungen der circadianen Uhr tragen zu Jetlag , Schlafstörungen, und psychiatrische Störungen .
In einer neuen Studie , veröffentlicht am 5. November in der Open-Access- Zeitschrift PLoS Biology , Rob Jackson, der Professor an der Tufts University School of Medicine ( TUSM ) und Mitglied der ist Neurowissenschaften und Genetik Fakultäten der Sackler School of Graduate Biomedical Sciences an der Tufts , und Kollegen haben eine große Gruppe von rhythmisch erzeugten Proteine in Zellen, die circadiane Uhr (auch als Uhr -Zellen ) der Fruchtfliege Drosophila machen sucht. Überraschenderweise sind sie , dass eine Mehrheit der Proteine während der beiden Intervalle des zirkadianen Zyklus , der Mitte des Tages oder der Mitte der Nacht produziert.
" Die circadianen Uhren von Fruchtfliegen und Menschen teilen molekularen Komponenten , so dass die Fruchtfliege eine herausragende Modell für genetische Studien am circadianen Verhaltens konzentriert", sagte erster Autor Yanmei Huang, wissenschaftlicher Assistent Professor für Neurowissenschaften an TUSM und ein Mitglied der Jackson -Team .
Diese Studie verwendet eine innovative Ribosom Profiling-Technik , um die komplette circadian Programm der Proteinsynthese (die " circadian translatome ') innerhalb dieser Taktzellenoffenbaren. Fruchtfliegen wurden zu verschiedenen Zeiten des zirkadianen Zyklus gesammelt und mRNAs an Ribosomen gebunden waren, von der Taktzellenisoliert wird; sie identifiziert und quantifiziert unter Verwendung von RNA -Sequenzierungsverfahren , um Muster in Protein-Produktion zu dokumentieren wurden .
Messenger -RNAs ( mRNAs ) tragen Anweisungen für die Proteinproduktion in einem Prozess namens Übersetzung . Jacksons Team verwendete Translationsprofiling , eine Methode, die indirekt offenbart die Herstellung von Proteinen und RNA-Sequenzierung , genau zu bestimmen , wenn Proteine in Takt Zellen aus mRNAs produziert. Sie identifizierten 1.069 mRNAs , darunter Hunderte von Roman mRNAs , die Spitzen in Übersetzung zeigen zu bestimmten Zeiten des Tages.
Proteine, die von diesen 1.069 mRNAs gebildet wurden durch ihre biologische Funktion klassifiziert. Unter den Proteinen , deren Funktionen bekannt , die Forscher fanden , dass Proteine, die für ähnliche Funktionen benötigt wurden zu den gleichen Zeiten produziert. Proteine während des Tages für den Stoffwechsel zeigen Spitzenproduktion erforderlich ist, während Proteine während der Nacht für das Zellwachstum zeigen Spitzenproduktion erforderlich.
Die Forscher hoffen , dass durch die Identifizierung der spezifischen Zeiten Proteine werden in Taktzellenund deren Funktionen erzeugt , können sie besser verstehen, wie die innere Uhr reguliert die Proteinproduktion und biologische Systeme des Körpers. Dies wiederum wird Einblicke in Krankheiten und psychiatrischen Erkrankungen, die durch Störungen des circadianen Systems verursacht .
" Diese hoch synchronisiert Proteinproduktion ist ein Roman Entdeckung. Zum ersten Mal in einem beliebigen Organismus , wir Proteine in Zellen, die Uhr 24-Stunden- Rhythmus der Produktion zeigen, identifiziert ", sagte Senior Autor Rob Jackson.
Jacksons Forschungs in Drosophila hat sich auf Gene und neuronale Schaltkreise , die circadiane Verhalten zu regulieren konzentriert. Einige seiner anderen neueren Arbeiten , in Zusammenarbeit mit Postdoktorand Dr. Fanny S. Ng hat gezeigt, dass Astrozyten , eine Art von Gliazellen im Gehirn , sind von entscheidender Bedeutung bei der Regulierung der circadianen Rhythmen .
Weitere Autoren der Studie sind Joshua A. Ainsley , Postdoc-Stipendiat in Neurowissenschaften an TUSM und Leon G. Reijmers , Assistant Professor für Neurowissenschaften an TUSM und Mitglied der Neurowissenschaften Programm Fakultät an der Sackler School of Graduate Biomedical Sciences an der Tufts .