Aus einer kürzlich veröffentlichten Studie in Current Biology zeigt überraschende Erkenntnisse über die Funktion der circadianen Netzwerk von Neuronen, welche Durchlaufen täglich den Strukturwandel. Die Forschung könnte zu einem besseren Verständnis des zirkadianen Rhythmus Störungen bei Menschen und erleichtern die Vermeidung einer Vielzahl von damit verbundenen gesundheitlichen Probleme, einschließlich der erhöhten Risiko für Krebs und das metabolische Syndrom.
Circadiane Netzwerke sind Sammlungen von Neuronen, die als master-Körper-Uhren in allen Tieren, helfen Sie wissen, Wann zu schlafen und Wann, um produktiv zu sein. Wissenschaftler haben lange untersuchten die zirkadiane Netzwerke von Drosophila melanogaster (besser bekannt als die Frucht Fliegen) zu gewinnen Einblick in, wie der menschliche Körper Uhr arbeitet. Vor kurzem, haben Forscher des Advanced Science Research Center an Der Graduate Center, CUNY (CUNY ASRC) und Barnard College untersucht die Funktion von kleinen Regionen wichtiger neuronaler Taktgeber im Gehirn der fliege. Einige Segmente der Neuronen in diesen Regionen Unterziehen täglichen Umbau und zeigt eine stark verzweigte Struktur zu Beginn des Tages und eine einfachere Struktur zu Beginn der Nacht. Wissenschaftler bisher angenommen, dass diese Segmente, genannt der dorsalen medialen termini bedient, eine kritische Ausgabe Funktion, Signale zu senden, die sagen, die Fruchtfliege, das Gehirn, zu welcher Tageszeit es ist. Aber das research-team entdeckte, dass Sie eigentlich dazu dienen, die in einer Eingangs-Kapazität, empfangen Signale von der externen Umwelt über die Zeit des Tages.
„Die circadianen Netzwerk Formen, das timing von Schlaf und Aktivität durch zwei wesentliche Mechanismen: eine endogene Uhr, läuft auf einen Zyklus, der etwas länger oder kürzer als die der Erde 24-Stunden-Sonnentag; und der Prozess von entrainment, die passt die endogene Uhr jeden Tag, um es synchron mit dem solar-Tag“, sagte Orie Shafer, ein professor an der CUNY ASRC Neuroscience Initiative und der Studie co-senior investigator. „Für Jahre, die das Feld angenommen hat, dass die dorsalen medialen termini erforderlich wäre, für eine starke endogene Uhr. Aber wenn wir testeten diese Vorhersage in Fliegen, in denen die Bildung dieser Segmente verhindert wurde, fanden wir die Fliegen‘ Uhren waren absolut in Ordnung, aber dass Sie hatte eine schwierige Zeit zu synchronisieren, um die steigende und die fallende von der Umgebungstemperatur.“
Für Ihre Studie haben die Forscher züchteten Fruchtfliegen mit unbebauten dorsalen medialen termini Segmente, die komplett fehlten die Strukturen, die normalerweise verändern sich über den Tag. Die Fliegen wurden dann geprüft, um zu sehen, ob diese manipulation hatte Auswirkungen auf die zirkadianen Zeitmessung. Bemerkenswert ist, dass die manipulierten Fliegen vollständig angezeigt normalen circadianen Rhythmen des Schlaf-und activity. Angesichts dieses überraschende Ergebnis haben die Forscher dann gefragt, wenn der Verlust der dorsalen medialen termini-segment, könnte verhindern, dass die normale Synchronisierung der Uhr mit den täglichen Veränderungen der Umwelt cues. Die Forscher beobachteten, dass die Fruchtfliegen fehlen dorsalen termini waren nicht in der Lage, um richtig zu synchronisieren Sie Ihre Schlaf – /Aktivitäts-Rhythmen des täglichen Temperatur-Zyklen. Die bisherige Forschung hat gezeigt, dass Temperaturschwankungen eine Rolle spielen bei der Regulierung der zirkadianen Rhythmen. Diese neuen Ergebnisse deuten darauf hin, dass dorsalen medialen termini Neuronen wahrscheinlich-Eingang (empfangen) Signale aus Regionen des Gehirns, die track-Umwelt-Temperatur.
„Ich war neugierig, für einige Zeit zu wissen, ob die strukturelle Plastizität, die ich zeichnet sich in den Uhr-Neuronen als Teil meiner Diplom-Arbeit der Schüler wurde ein Ausgabe-Mechanismus für die Uhr, um eine Verbindung mit dem downstream-Ziele,“ sagte die Studie die erste, und co-senior-Autor Maria Fernández, ein assistant professor in der Abteilung für Neurowissenschaften und Verhalten am Barnard College. „Wir waren überrascht zu sehen, dass diese Website von Plastizität, scheint involviert zu sein in den Eingang, sondern als Ausgang, Wege.“