Wadliwy gen i tkanki obwodowe wpływają na zegar biologiczny muszki owocówki :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Naukowcy rzucają światło na aktywność słoneczną i temperatury arktyczne

Wyniki nowych badań rzucają światło na rolę układu immunologicznego w chorobie Alzheimera

Wyniki nowych badań rzucają światło na dynamikę epidemii grypy

Naukowcy z Quebecu dołączają do ERA-NET NEURON

Naukowcy połączyli wyniki badań nad chorobą Parkinsona

Wyniki badań wskazują na ścisły związek między różnorodnością biologiczną życia w głębinach morskich a funkcjonowaniem ekosystemów

Naturalny cykl dnia i nocy oraz cykl temperaturowy synchronizują całodobowy rytm organizmu lub to, co popularnie nazywa się zegarem biologicznym. Według wyników nowych badań finansowanych ze środków unijnych, zegarowe neurony w mózgu potrzebują sygnałów z tkanek obwodowych, aby podlegać synchronizacji na podstawie temperatury. Wyniki, opublikowane w czasopiśmie Neuron, wskazują różnice między sposobem synchronizacji zegara mózgowego muszki owocowej Drosophila przez cykl światło-ciemność i cykl temperatury.

Odkrycia stanowią dorobek projektu EUCLOCK (Regulacja zegara dobowego), który otrzymał 12,3 mln EUR z tematu "Nauki o życiu, genomika i biotechnologia na rzecz zdrowia" Szóstego Programu Ramowego (6PR) UE.

Zdaniem brytyjskich i niemieckich naukowców pracujących nad projektem, zegary dobowe regulują wiele procesów biologicznych, z których korzysta organizm. Podczas gdy zegary są samowystarczalne i pracują w niezmiennych warunkach, są synchronizowane ze środowiskiem na podstawie naturalnych wskazówek zwanych "zeitgebers", do których zalicza się cykl światło-ciemność i cykl temperatury.

"Zegary dobowe regulują wiele procesów biologicznych, aby zachodziły w czasie korzystnym dla organizmu" - mówi dr Ralf Stanewsky z Queen Mary College przy Uniwersytecie Londyńskim w Wlk. Brytanii. "Choć wiemy już dosyć sporo na tematu sposobu, w jaki naturalne cykle światło-ciemność synchronizują zegar dobowy organizmów - od much po ssaki - niewiele wiadomo na temat mechanizmów synchronizacji temperaturowej" - dodaje autor raportu z badań.

Do tej pory naukowcy nie byli w stanie dostarczyć więcej informacji na temat tego, które komórki lub struktury są zdolne do wykrywania dziennych cyklów temperatury. Brak danych osnuł również tajemnicą sposób, w jaki sygnały o cyklu temperatury docierają do zegara dobowego - powiedzieli naukowcy.

W ramach wcześniejszych badań, dr Stanewsky wraz z kolegami pomyślnie zidentyfikował dwie mutacje w muszkach owocówkach, które utrudniają synchronizację temperaturową. Odkryli u muszek wadliwy gen "nocte", który wykazywał prawidłową synchronizację świetlną, ale nieprawidłową synchronizację temperaturową na poziomie molekularnym i behawioralnym.

W ramach ostatnich badań zespół odkrył, że podczas gdy cykle światło-ciemność były synchronizowane w wyizolowanych mózgach muszek, cykle temperatury już nie. Naukowcy przypuszczają, że jeżeli ma być przeprowadzona synchronizacja temperaturowa, neurony zegara dobowego w mózgu muszą odebrać informacje z tkanek obwodowych. Zauważyli, że synchronizacja temperaturowa jest również utrudniona przez zakłócenia genu "nocte" w komórkach obwodowych.

"Zmniejszenie funkcji genu nocte w organach chordotonalnych [głównych organach czuciowych muszki] zmienia ich funkcję i znacznie zakłóca synchronizację temperaturową aktywności behawioralnej" - jak wykazują wyniki badań.

Naukowcy odkryli, że inne mutacje, które wpływają na funkcjonowanie organów chordotonalnych również zakłócają synchronizację temperaturową. To pokazuje jak ważną rolę w tym procesie odgrywa gen nocte oraz jak ważne są organy chordotonalne dla struktur czuciowych, zwłaszcza jako całodobowych receptorów temperatury.

"Wyniki naszych prac pokazują zaskakujące i ważne różnice mechanistyczne między synchronizacją świetlną a temperaturową oraz pogłębiają naszą wiedzę na temat sposobu regulacji zegara w naturze" - wyjaśnia dr Stanewsky. "Ostatnie badania wykazują raz jeszcze możliwości klasycznej genetyki w identyfikowaniu nowych czynników i mechanizmów. Na podstawie samego tylko przyglądania się sekwencji DNA genu nocte nikt nie byłby w stanie przewidzieć funkcji tego genu ani organów chordotonalnych w synchronizacji temperaturowej."

W badaniach udział wzięli również naukowcy z Instytutu Zoologii przy Uniwersytecie w Regensburgu w Niemczech.

rdo: CORDIS

informacji: Neuron: http://www.cell.com/neuron/ EUCLOCK: http://www.euclock.org/ Teksty pokrewne: 28580, 29074 Kategoria: Wyniki projektów
Źródło danych: Neuron
Referencje dokumentu: Sehadova, H., et al. (2009) Temperature entrainment of Drosophila"s circadian clock involves the gene nocte and signalling from peripheral sensory tissues to the brain. Neuron, publikacja z dnia 29 października. DOI: 10.1016/j.neuron.2
Indeks tematyczny: Koordynacja, wspólpraca; Nauki biologiczne; Metody pomiarowe; Badania Naukowe RCN: 31419 W góre . O tym serwisie . Serwisy CORDIS . Helpdesk . © . Ważne informacje prawne Administratorem witryny CORDIS jest Urząd Publikacji

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

Dawca czasu (niem. Zeitgeber) - egzogenne źródło synchronizacji zegara biologicznego organizmu do rytmu 24-godzinnego. Dla większości organizmów głównym dawcą czasu jest światło (sekwencje światła i ciemności). Funkcję tę mogą także pełnić rytmy temperatury otoczenia, dostępność pokarmu czy bodźce społeczne. pełny tekst

Zegar mechaniczny zegar wykorzystujący jako regulator chodu wahadło lub balans. Energia do napędu regulatora przekazywana jest za pomocą wychwytu. Zegar taki nazywany jest mechanicznym niezależnie od tego, czy energia potrzebna do ruchu zegara pochodzi z energii sprężyny czy np. z napędu elektrycznego. Jako zegary mechaniczne budowane są zarówno zegary wieżowe, jak i zegarki naręczne. Obecnie masowo produkuje się także zegary kwarcowe, tańsze, ale bardzo punktualne. pełny tekst

Cyfrowy zegar słoneczny, to zegar słoneczny wskazujący aktualny czas w postaci cyfrowej. Zgodnie z ideą zegara słonecznego jest to urządzenie całkowicie bierne, nie posiadające ruchomych części ani nie zasilane z żadnego źródła energii. O zmianie wyświetlanych cyfr decyduje tylko i wyłącznie położenie słońca względem zegara. pełny tekst

Fotoperiodyzm fizjologiczna reakcja organizmu na zmianę czasu trwania okresów ciemności i światła w rytmie okołodobowym związana z działaniem zegara biologicznego. U podstaw fotoperiodyzmu leżą zjawiska fotoindukcji (zaprogramowana genetycznie odpowiedź organizmu na skracanie się lub wydłużanie dnia) i fotorefrakcyjności (zachodząca stopniowo adaptacja organizmu do skracającego się lub wydłużającego dnia). Okres indukcji świetlnej nazywany jest fotoperiodem, a graniczna wartość czasu trwania dnia lub nocy, uruchamiająca procesy fizjologiczne i behawioralne to fotoperiod krytyczny. Znajomość zjawisk związanych z fotoperiodyzmem jest wykorzystywana w hodowli roślin i zwierząt gospodarskich. pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".