昼夜节律:通过翻转开关来重置生物钟

昼夜小期昼夜时钟的可逆调制

使用时间量计时器的昼夜节律时钟的可逆调制。使用光来互连光响应小分子的两种异构体,可以缓冲蜂窝时间。虽然用紫光照射延伸到28小时的正常24小时时钟,但绿灯关闭这种效果,并将时钟带回正常情况。信用:iSsey takahashi

在几乎所有生物体中存在生物钟。随着越来越多的证据表明某些器官的时钟可能不同步,需要在本地调查和重置这些时钟。来自荷兰和日本的科学家介绍了一种光控开/关切换到激酶抑制剂,影响时钟功能。这使它们控制培养细胞中的生物钟和脱盐组织。他们今天发布他们的结果(5月26,2021)自然通信

地球上的生命在24小时周期下进化;光和黑暗,冷热。“结果,我们的细胞与这些24小时振荡同步,”大学医疗中心Groningen的放射性化学教授Wiktor Szymanski说。yabovip2021我们的昼夜节奏时钟由Suprachiasmatic Nucleus中的中央控制器调节,直接在视神经高于视神经之上的一个区域,但我们所有的细胞都包含自己的时钟。这些时钟包括在某些蛋白质的生产和分解中的振荡。

灯开关

“越来越清楚的是,这些时钟可以破坏可能导致疾病的器官或组织中,这是来自本集团的博士学位,由Ben Feringer,有机化学教授领导的博士学位。yabovip2021当然,我们都知道Jet Lag,这是由时区的旅行引起的,或者由开关到或从夏令时引起的问题。“我们很少了解我们的细胞如何协调这些振荡,或者如果例如,如果一个肾脏与身体的其余部分不相位,则会如何影响身体,”他补充道。

Dusan Kolarski和名古屋大学队

这张照片显示了首次作者Dusan Kolarski(左右)与日本名古屋大学的转型生物分子研究所的团队,包括合着者Tsuyoshi Hirota(后排,中间),Akiko Sugiyama(Front,来自左边)和Yoshiko nagai(前面,左边的第四个)。信誉:名古屋大学转型化生物分子研究所

为了研究这些效果,具有影响时钟的药物是有用的,可以在本地激活。后者是Szymanski和Feringa群体之前的事情。它们创造了几种化合物,例如抗生素或抗癌药物,可以用光打开和关闭。此前,日本名古屋大学转型性生物分子研究所副教授Circadian生物学家Tsuyoshi Hirota开发了一个激酶抑制剂,延长了昼夜钟表,将昼夜钟表放缓至持续48小时的循环。Kolarski使用灯开关拟合了这款朗斯汀,允许他分别用紫和绿光激活或停用化合物。

时区

开发这种适应时间几年kolarski拍摄了kolarski,但结果非常值得努力。“这是一个真正的科学”旅游力量“和跨学科合作的一个美丽的例子,”补充道。Groningen大学的科学家们与他们的日本同事们一起显示了培养细胞的循环如何通过用朗林衍生物治疗来延长24至28小时。用绿灯停用将周期恢复到超过25小时,随后与紫光灯重新激活返回到28小时。

“我们还在小鼠Suprachiasmatic Nucleus中使用它在组织切片中,”Kolarski说。“振荡减缓到治疗结束后的26小时循环,龙恒素衍生物恢复到24小时循环,在用绿灯消失后。”

“这种可逆调节将提供一种新方法来分析每个单元的时钟在组织水平上有所组织,以获得对复杂的昼夜节奏系统的更深入了解,”Hirota增加。

科学家还调整了培养细胞中循环阶段的阶段:延长素衍生物的三天活化,然后失活导致24小时循环的转变长达六个小时。这就像细胞与不同时区同步一样。实验是一个原则的证据,将允许科学家更详细地研究昼夜节目。下一步是在动物中使用龙脉。Kolarski:“原始的龙峰,没有开关,以前在斑马鱼之前使用过。我们非常想在老鼠中测试它。目的不是为了解决喷射滞后,而是为了研究伦敦人对生理学的影响。“

器官

光活性药物,如朗吉森,可能只用于治疗严重条件。“我们实际上可以用光达到相当多的器官,例如用内窥镜。容易达到胃肠道和呼吸系统,而其他组织可能需要小切口以插入光纤,“评论Szymanski。还通过诸如生物发光或声发炎的技术产生几种新出现的器官或组织的选择。虽然这些光线仍然是低于我们需要轻弹交换机的几个数量级。我们将努力提高未来几年的敏感性,强调Szymanski和Feringa。Kolarski补充说:“我们现在已经开辟了一个新的学习领域。最终,所有这些都将允许我们在本地扰乱或修复昼夜振荡。“

简单的科学摘要

我们身体中的细​​胞沿着24小时周期,昼夜节奏。这种循环的破坏,例如通过工作夜班,可以引起疾病。近年来,已经清楚地表明时钟可以破坏单个器官或组织。为了研究和潜在地治愈我们的细胞内的时钟,荷兰语和日本科学家创造了一种将伸长24小时循环的化合物,并且可以使用光激活或停用。它们表明,通过激活化合物,可以将细胞或组织中的24小时循环改变为28小时的循环。停用后,细胞和组织返回到近常循环。该化合物可用于研究细胞内的时钟,最终可用于治疗由破坏时钟引起的疾病。

参考:“昼夜昼夜昼夜昼夜计量调制昼夜昼夜间谍医学”。Feringa,2021年5月26日,自然通信
DOI:10.1038 / s41467-021-23301-x

是第一个评论“昼夜节律:通过翻转开关重置生物钟”

发表评论

电子邮件地址是可选的。如果提供的话,您的电子邮件不会发布或共享。