Zhrnutie: Výskumníci použili ovocné mušky, aby odhalili záhadu každodenných stravovacích návykov u zvierat. Zistili, že gén Quasimodo (qsm) spája jedlo so svetlom a tmou, zatiaľ čo gény ako hodiny (clk) a cyklus (cycl) regulujú cyklus jedenia/pôstu. Je zaujímavé, že nervové bunky, nie metabolické tkanivo, zabezpečujú, že tieto cykly zodpovedajú dennému rytmu.
Tieto zistenia pripravujú pôdu pre hlbší pohľad na správanie zvierat a potenciálnu liečbu porúch príjmu potravy.
Dôležité fakty:
- Gén Quasimodo (QSM) v ovocných muškách pomáha zosúladiť príjem potravy s cyklami svetla a tmy.
- V neustálej tme určujú rytmus jedenia/pôstu génové hodiny (CLK) a cyklus (CYCLE).
- Gény molekulárnych hodín v nervových bunkách, nie v metabolických tkanivách, synchronizujú tieto rytmy s denným cyklom.
Zdroj: Metropolitná univerzita v Tokiu
Vedci z Tokijskej metropolitnej univerzity použili ovocné mušky na štúdium toho, ako sú regulované každodenné stravovacie návyky.
Zistili, že gén Quasimodo (qsm) pomohol synchronizovať kŕmenie do cyklov svetlo/tma, ale nie do konštantnej tmy: namiesto toho génové hodiny (clk) a cyklus (Cyklistika) Pokračujte v cykle kŕmenia/pôstu, zatiaľ čo iné „hodiny“ v nervových bunkách ho pomáhajú koordinovať s dňami. Pochopenie molekulárnych mechanizmov za potravinovým cyklom nám pomáha pochopiť správanie zvierat vrátane nás samých.
Mnohí členovia živočíšnej ríše jedia každý deň približne v rovnakom čase. Toto sa rodí z potreby prispôsobiť sa aspektom prostredia, vrátane množstva svetla, teploty, dostupnosti potravy, možnosti predátorov byť v blízkosti, čo všetko je dôležité pre prežitie. Je tiež dôležitý pre efektívne trávenie a metabolizmus, teda dôležitý pre naše celkové zdravie.
Ako však také široké spektrum organizmov vie, kedy jesť? Dôležitým faktorom je cirkadiánny rytmus, takmer denný fyziologický cyklus zdieľaný organizmami tak rôznorodými, ako sú zvieratá, rastliny, baktérie a riasy. Funguje ako „hlavné hodiny“, ktoré riadia rytmické správanie.
Ale zvieratá sú plné iných mechanizmov časovania, známych ako „periférne hodiny“, z ktorých každý má svoju vlastnú odlišnú biochemickú dráhu. Tieto môžu byť resetované vonkajšími faktormi, ako je jedlo. Ale konkrétny spôsob, akým tieto hodiny regulujú stravovacie správanie zvierat, ešte nie je jasný.
Teraz tím vedený docentom Kanae Endom z Tokijskej metropolitnej univerzity riešil tento problém pomocou ovocných mušiek, modelového organizmu, ktorý odráža mnohé z charakteristík zložitejších zvierat vrátane ľudí. Použili metódu nazývanú test CAFE, kde sa muchy kŕmia cez mikrokapiláru, aby sa zmeralo, koľko jednotlivé muchy jedia v rôznych časoch.
Najprv pozorovali, ako muchy koordinujú svoje stravovacie návyky so svetlom. Predchádzajúca práca študujúca muchy, ktoré sa živia v cykle svetlo/tma, už ukázala, že muchy jedia viac počas dňa, aj keď boli zavedené gény základných cirkadiánnych hodín, perióda (za) a nadčasové (tim) mutácie. Namiesto toho sa tím pozrel na Quasimodo (QSM), gén, ktorý kóduje proteín reagujúci na svetlo, ktorý reguluje spúšťanie hodinových neurónov.
Zničením QSM zistili, že režim denného kŕmenia múch bol výrazne ovplyvnený. Prvýkrát vieme, že koordinácia kŕmenia so svetlom sprostredkovanými rytmami je ovplyvnená QSM.
To nebol prípad múch, ktoré sa kŕmili v neustálej tme. Muchy s mutáciami v ich základných génoch cirkadiánnych hodín utrpeli vážne poruchy v ich každodennom spôsobe kŕmenia.
Zo štyroch zahrnutých génov, period (per), timeless (tim), cycle (cyk) a clock (clk), bola strata cyk a clk oveľa závažnejšia. V skutočnosti sa zistilo, že CLK/Syk bol potrebný na vytvorenie bimodálnych vzorcov kŕmenia, t.j. období jedenia a hladovania, najmä v metabolických tkanivách.
Ako sa však tieto cykly zhodujú s dňami? Gény molekulárnych hodín zohrávali hlavnú úlohu skôr v nervových bunkách než v metabolických tkanivách.
Objavy tímu nám poskytujú prvý pohľad na to, ako rôzne hodiny v rôznych častiach organizmu regulujú cykly kŕmenia/pôstu a ako sa koordinujú s dennými rytmami.
Pochopenie mechanizmov stravovacích návykov sľubuje nový pohľad na správanie zvierat, ako aj nové spôsoby liečby porúch príjmu potravy.
Financovanie: Táto práca bola podporovaná Farber Institute for Neurosciences a Thomas Jefferson University, National Institutes of Health [R01AG032279-A1]grant Nadácie Takeda a Fond strategického výskumu TMU.
O týchto novinkách z genetického výskumu
autor: choď tototsukawa
Zdroj: Metropolitná univerzita v Tokiu
kontakt: Go Totsukawa – Tokijská metropolitná univerzita
obrázok: Obrázok priradený Neuroscience News
Pôvodný výskum: otvorený prístup.
,Rozoberanie denných stravovacích návykov: periférne hodiny/cykly generujú epizódy kŕmenia/hladovania a neurónové molekulárne hodiny ich synchronizujú.“ od Kanae Ando a kol. veda
abstraktné
Rozoberanie denných stravovacích návykov: periférne hodiny/cykly generujú epizódy kŕmenia/hladovania a neurónové molekulárne hodiny ich synchronizujú.
Pre prežitie je dôležitý 24-hodinový rytmus kŕmenia alebo synchrónne kŕmenie/pôst počas dňa. Vnútorné hodiny a svetelné vstupy riadia rytmické správanie, ale nie je úplne pochopené, ako vytvárajú rytmy kŕmenia. Tu sa zameriavame na analýzu molekulárnych dráh, ktoré vytvárajú každodenné stravovacie návyky.
Meraním poldenného množstva jedla skonzumovaného jednotlivými muchami demonštrujeme, že jedlo je potrebné na vytvorenie rytmu v podmienkach svetlo:tma. quasimodo ,qsm), ale nie molekulárne hodiny.
V nepretržitej tme majú rytmické vzorce kŕmenia dve zložky: hodiny (CLK) v tráviacich/metabolických tkanivách, ktoré generujú epizódy kŕmenia/pôstu, a molekulárne hodiny v neurónoch, ktoré ich synchronizujú so subjektívnym dňom.
Aj keď je CLK súčasťou molekulárnych hodín, generovanie epizód kŕmenia / hladovania pomocou CLK v metabolických tkanivách bolo nezávislé od mechanizmu molekulárnych hodín.
Naše výsledky odhalili nové funkcie qsm a clk v rytme kŕmenia Drosophila,
