santrauka: Tyrėjai naudojo vaisines muses, kad atskleistų gyvūnų kasdienio valgymo paslaptį. Jie atrado, kad kvazimodo genas (qsm) suderina maitinimą su šviesa ir tamsa, o tokie genai kaip laikrodis (clk) ir ciklas (cyc) reguliuoja valgymo ir badavimo ciklus. Įdomu tai, kad būtent neuronai, o ne metabolinis audinys, užtikrina, kad šie ciklai atitiktų cirkadinį ritmą.

Šios išvados atveria kelią gilesnėms įžvalgoms apie gyvūnų elgesį ir galimus valgymo sutrikimų gydymo būdus.

Pagrindiniai faktai:

1. Vaisinių muselių kvazimodo (qsm) genas padeda suderinti šėrimą su šviesos ir tamsos ciklais.
2. Nuolatinėje tamsoje genetinis laikrodis (clk) ir ciklas (cyc) lemia valgymo / badavimo ritmus.
3. Molekulinio laikrodžio genai neuronuose, o ne metaboliniuose audiniuose, sinchronizuoja šiuos ritmus su cirkadiniais ciklais.

šaltinis: Tokijo Metropoliteno universitetas

Tyrėjai iš Tokijo Metropoliteno universiteto naudojo vaisines muses, kad ištirtų, kaip jos reguliuoja kasdienį valgymo įpročius.

Jie nustatė, kad kvazimodo (qsm) genas padėjo sinchronizuoti maitinimą su šviesos / tamsos ciklais, bet ne nuolatinėje tamsoje: vietoj to, laikrodžio (clk) ir ciklo genai. (cyc) palaiko valgymo / badavimo ciklus, o kiti neuronų „laikrodžiai“ padeda juos sinchronizuoti su dienomis. Maitinimo ciklų molekulinio mechanizmo iššifravimas padeda suprasti gyvūnų, įskaitant ir mūsų, elgesį.

Daugelis gyvūnų karalystės narių kasdien valgo maždaug tuo pačiu laiku. Tai atsiranda dėl poreikio prisitaikyti prie aplinkos aspektų, įskaitant esamą šviesos kiekį, temperatūrą, maisto prieinamumą ir plėšrūnų tikimybę, kurie yra gyvybiškai svarbūs išgyvenimui. Jis taip pat svarbus efektyviam virškinimui ir medžiagų apykaitai, taigi ir bendrai mūsų gerovei.

Bet kaip toks platus organizmų spektras žino, kada valgyti? Vienas svarbus veiksnys yra cirkadinis ritmas, beveik kasdienis fiziologinis ciklas, kurį dalijasi tokie įvairūs organizmai kaip gyvūnai, augalai, bakterijos ir dumbliai. Jis tarnauja kaip „pagrindinis laikrodis“, reguliuojantis ritminį elgesį.

Tačiau gyvūnai yra pilni kitų laiko nustatymo mechanizmų, vadinamų „periferiniais laikrodžiais“, kurių kiekvienas turi savo skirtingus biocheminius kelius. Jį gali iš naujo nustatyti išoriniai veiksniai, pavyzdžiui, mityba. Tačiau tikslus būdas, kuriuo šie laikrodžiai reguliuoja gyvūnų šėrimo elgesį, dar nėra aišku.

Dabar komanda, vadovaujama Tokijo Metropoliteno universiteto docento Kanae Ando, ​​išsprendė šią problemą naudodama vaisines muses – pavyzdinį organizmą, atspindintį daugybę sudėtingesnių gyvūnų, įskaitant žmones, bruožų. Jie naudojo metodą, žinomą kaip CAFE testas, kurio metu musės maitinamos per mažus kapiliarus, kad būtų galima išmatuoti, kiek atskiros musės suvalgo skirtingu metu.

Pirmiausia jie pažiūrėjo, kaip musės savo maitinimosi įpročius sinchronizuoja su šviesa. Tiriant muses, besimaitinančias šviesos / tamsos ciklu, ankstesnis darbas jau parodė, kad musės maitinosi daugiau per dieną, net kai mutacijos buvo įvestos pagrindiniame cirkadinio laikrodžio genų periode (per) ir nesenstančiame (tim). Vietoj to, komanda pažvelgė į kvazimodo (qsm) geną, koduojantį į šviesą reaguojantį baltymą, kuris kontroliuoja laikrodžio neuronų veikimą.

Išjungę Qsm sistemą, jie nustatė, kad musių dienos šėrimo modelis buvo labai paveiktas. Pirmą kartą žinome, kad QSM turi įtakos maitinimo sinchronizavimui su šviesos sukeltu ritmu.

To nebuvo galima pasakyti apie muses, kurios maitinasi nuolatinėje tamsoje. Musės, turinčios esminių cirkadinių genų mutacijų, patyrė rimtus cirkadinio maitinimosi sutrikimus.

Iš keturių susijusių genų periodas (per), nesenstantis (tim), ciklas (cyc) ir laikrodis (clk), cyc ir clk praradimas buvo daug sunkesnis. Iš tiesų, buvo nustatyta, kad clk/cyc buvo būtinas nustatant bimodalinio maitinimosi modelius, ty valgymo ir badavimo laikotarpius, ypač metaboliniuose audiniuose.

Bet kaip šie ciklai sutampa su dienomis? Vietoj metabolinių audinių dominuojantį vaidmenį atliko molekulinio laikrodžio genai neuronuose.

Grupės išvados leidžia mums pirmą kartą pažvelgti į tai, kaip skirtingi laikrodžiai įvairiose organizmo dalyse reguliuoja maitinimo / badavimo ciklus, taip pat kaip jie atitinka dienos ritmus.

Maitinimo įpročių mechanizmų supratimas žada naujų įžvalgų apie gyvūnų elgesį, taip pat naujus valgymo sutrikimų gydymo būdus.

Finansavimas: Šį darbą palaikė Farber Neuroscience Institute, Thomas Jefferson universitetas ir Nacionaliniai sveikatos institutai. [R01AG032279-A1]ir Takeda fondo dotacija bei TMU strateginių tyrimų fondas.

Apie genetinių tyrimų naujienas

autorius: Važiuok Totsukawą
šaltinis: Tokijo Metropoliteno universitetas
bendravimas: Eikite į Totsukawa – Tokijo metropoliteno universitetą
paveikslėlis: Vaizdas įtrauktas į Neuroscience News

Originali paieška: Atvira prieiga.
“Cirkadinio maitinimo modelio anatomija: periferinis laikrodis / ciklas sukuria maitinimo / badavimo kilpas, o neuromolekuliniai laikrodžiai juos sinchronizuoja„Parašė Kanae Ando ir kt. iScience

Santrauka

Cirkadinio maitinimo modelio anatomija: periferinis laikrodis / ciklas sukuria maitinimo / badavimo kilpas, o neuromolekuliniai laikrodžiai juos sinchronizuoja

24 valandų maitinimo ritmas arba sinchroniniai maitinimo / badavimo epizodai per dieną yra labai svarbūs išgyvenimui. Vidiniai laikrodžiai ir šviesos įvestis reguliuoja cirkadinį elgesį, tačiau nėra visiškai suprantama, kaip sukuriami maitinimo ritmai. Čia mes siekiame išskaidyti molekulinius kelius, kurie sukuria kasdienius maitinimosi modelius.

Matuodami beveik per parą atskirų musių suvalgyto maisto kiekį, parodėme, kad norint sukurti maitinimo ritmą šviesiomis ir tamsiomis sąlygomis reikia com. quasimodo (qsm), bet ne molekuliniai laikrodžiai.

Esant nuolatinei tamsai, cirkadinis maitinimosi modeliai susideda iš dviejų komponentų: laikrodžio (CLK) virškinimo / medžiagų apykaitos audiniuose, kurie sukuria maitinimo / badavimo kilpas, ir molekulinio laikrodžio neuronuose, kurie sinchronizuoja jį su subjektyvia dienos šviesa.

Nors CLK yra molekulinio laikrodžio dalis, CLK maitinimo / badavimo kilpų generavimas metaboliniuose audiniuose nepriklauso nuo molekulinio laikrodžio mechanizmo.

Mūsų rezultatai atskleidė naujas funkcijas qsm ir CLK maitinimo ritmuose Vaisinė musė.