Forscher am UT Southwestern Medical Center haben einen neuen Weg , dass innere Uhr werden von einem Molekültyp so lange nicht-codierende RNA bekannt geregelt gefunden.
Die innere Uhr , die so genannte biologische Uhren , regeln die täglichen " Rhythmen " von vielen Körperfunktionen , von Wachen und Schlafen , die Körpertemperatur und Hunger. Sie sind weitgehend "abgestimmt" , um ein 24-Stunden- Zyklus, der durch externe Signale wie Licht und Temperatur beeinflusst wird .
"Obwohl wir wissen, dass lange nicht-kodierenden RNAs sind reichlich vorhanden in vielen Organismen , was sie tun in den Körper, und wie sie es tun , ist nicht klar gewesen, so weit ", sagte Dr. Yi Liu, Professor der Physiologie . "Unsere Arbeit legt eine Rolle für die lang nicht-kodierende RNAs in " Tuning " der circadianen Uhr , zeigt aber auch, wie sie die Genexpression zu kontrollieren."
Die Festlegung, wie biologische Uhren Arbeit ist entscheidend für das Verständnis mehreren menschlichen Krankheiten, einschließlich Schlafstörungen und Depression in dem die Taktstörungen. Der Einfluss einer Funktionstakt in der reduzierten Leistung von Schichtarbeitern und der offensichtlich jetlag fühlte sich durch Fernreisende .
Dr. Liu und sein Team waren in der Lage, mehr über die zirkadianen Rhythmen durch das Studium Modellsysteme , die die Brotschimmel , Neurospora crassa zu lernen. Die Forscher fanden heraus , dass die Expression eines Takt Gen namens Frequenz ( FRQ ) wird durch eine lange nicht-kodierenden RNA genannt qrf ( FRQ rückwärts) gesteuert - ein RNA-Molekül , das komplementär ist , oder Antisense , FRQ . Im Gegensatz zu normalen RNA Molekülen hat qrf kein Protein kodieren , aber es kann gesteuert werden, ob und wie viel FRQ Protein produziert wird .
Insbesondere wird qrf RNA in Reaktion auf Licht erzeugt wird, und kann dann mit der Herstellung des FRQ Protein stören. Auf diese Weise können qrf " wieder auf" die circadiane Uhr in einem lichtabhängigen Weise . Diese Regelung funktioniert in beide Richtungen : frq kann auch die Produktion von qrf blockieren. Diese gegenseitige Hemmung sichergestellt, dass die frq und qrf RNA-Moleküle in entgegengesetzte "Phasen" der Uhr vorhanden und ermöglicht jedem RNA zu kräftig schwingen. Ohne qrf werden normale Tagesrhythmus nicht aufrechterhalten , was darauf hinweist , dass die lange nicht-codierende RNA ist für die Uhr-Funktionen erforderlich.
Die Ergebnisse werden online in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.
" Wir rechnen mit einer ähnlichen Wirkungsweise kann in anderen Organismen arbeiten, da ähnliche RNAs wurden für Uhren-Gene bei Mäusen gefunden. Darüber hinaus kann eine solche RNAs auch in anderen biologischen Prozessen wegen ihrer breiten Präsenz in Genomen funktionieren ", sagte Dr. Liu , wer ist der Louise W. Kahn Scholar in der biomedizinischen Forschung .
UT Southwestern Forscher sind führend in der Entschlüsselung der Gen-Netzwerke zugrunde liegenden inneren Uhren und haben gezeigt, dass die meisten Organe , wie zum Beispiel der Bauchspeicheldrüse und Leber, haben ihre eigene innere Uhr , und dass praktisch jede Zelle im menschlichen Körper eine Uhr enthält . Es scheint nun, dass die Uhren und Uhren -Genen - etwa 20 solche Gene identifiziert wurden - beeinflussen praktisch alle Stoffwechselwege der Zellen aus der Blutzuckerregulation zu Cholesterin Produktion.
Andere UT Southwestern Forscher in der neuesten Erkenntnisse beteiligt sind Dr. Zhihong Xue , Qiaohong Ye, Dr. Jüchen Yang und Dr. Guanghua Xiao . Unterstützung für diese Forschung einbezogen Zuschüsse aus den National Institutes of Health, der Welch Foundation , der Cancer Prevention Research Institute of Texas und der Biotechnologie und Biologische Wissenschaften Research Council .
"Diese Studie trägt zu einem wichtigen Werk, das die Allgegenwart eines circadianen Uhr auf Arten , einschließlich des Menschen gezeigt hat , und seine Rolle im Stoffwechselregulation in Zellen, Organen und Organismen ", sagte Dr. Michael Sesma , Programmdirektor in der Abteilung für Genetik und Entwicklungsbiologie an der von den National Institutes of Health National Institute of General Medical Sciences, die teilweise die Forschung finanziert. "Diese neuen Ergebnisse von Dr. Liu und seine Kollegen auch über die mit der Funktion eines Antisense - RNA in der Feinabstimmung der Tagesrhythmus der Zelle zu verlängern , sie sind ein Beispiel für Mittel, durch die Antisense- Transkription wahrscheinlich regelt anderen Schlüssel molekularen und physiologischen Prozesse in den Zellen und Organismen. "