Bei Mäusen, die Fütterung beeinflusst die Leber die biologische Uhr

Das timing der Nahrungsaufnahme ist ein wichtiger Faktor fahren die rhythmische expression der meisten Gene in der Maus-Leber, berichten Forscher. April 16th in der Zeitschrift Cell Reports. Die Ergebnisse zeigen, dass Körper-breiten-Signale angetrieben durch rhythmische Nahrungsaufnahme erheblich dazu beitragen, treibende Rhythmen in den Leber-Stoffwechsel-Funktionen und gen-expression unabhängig von der Leber-und Uhr.

„Im Gegensatz zu dem vorherrschenden Modell in das Feld derzeit, unsere Ergebnisse zeigen, dass die Fütterung mal mehr tun als nur die Synchronisation der molekularen Uhr in verschiedenen Organen, — können Sie tatsächlich regulieren der rhythmischen Genexpression parallel der Uhr“, sagt senior Studie Autor Jerome Menet, dessen Labor an der Texas A&M Studium der circadianen Uhr in Säugern. „Dies wirft die interessante Hypothese, dass das Essen zur falschen Zeit des Tages, die vorherrschende in shift-Arbeiter zum Beispiel, können desynchronize rhythmische Genexpression und führen zu Erkrankungen.“

Fast jeder säugetier-Zelle birgt einen molekularen zirkadianen Uhr, die Laufwerke, die rhythmische expression der gene koordiniert, die täglichen Zyklen im Stoffwechsel, Physiologie und Verhalten. Diese Uhren werden synchronisiert, indem Sie den master circadianen Schrittmacher befindet sich in einer Hirnstruktur namens den suprachiasmatischen nucleus (SCN). Der SCN nutzt mehrere Hinweise, wie die Rhythmen in der neuronalen Signaltransduktion, Sekretion, der Körpertemperatur und der Nahrungsaufnahme, zu synchronisieren abgelegenen Uhren, die sich in verschiedenen Organen im ganzen Körper, sicherzustellen, dass Sie alle richtig mitgerissen zu der Umgebung.

Mitgerissen periphere Uhren sind gedacht, um dann Regeln rhythmische Genexpression in einer Zelle-autonome Art und Weise, unabhängig in jeder Zelle, zu Beginn der Gewebe-spezifischen zirkadianen transkriptionelle Programme, Steuern den Rhythmus der biologischen Prozesse. Im Gegensatz zu den aktuellen Modellen, die neuen Ergebnisse zeigen, dass rhythmische Nahrungsaufnahme weitgehend Laufwerke rhythmische expression der gene unabhängig von der Zell-autonomen molekularen Uhr in die Leber.

Die Untersuchung der Rolle von rhythmischen Nahrungsaufnahme in der zirkadianen Biologie und rhythmische Genexpression, Menet und sein team fütterte Mäuse arrhythmically, nur nachts, oder uneingeschränkt, für fünf Wochen, dann sammelten die Leber der Mäuse zu verschiedenen Zeiten des Tages und untersucht die expression von Leber-Gene.

Im Vergleich zum uneingeschränkten Fütterung, Arrhythmie-Fütterung gestört, die Schwingungen in der expression von 70% der Rad-Leber-Gene, ohne die core molekularen Uhr in die Leber. Darüber hinaus der Zeitpunkt der Nahrungsaufnahme reguliert viele Stoffwechselwege in der Leber, einschließlich der Beschäftigten in den Cholesterin-und Glykogen-Synthese. Zusammengenommen legen die Befunde nahe, dass die master circadianen Uhr im SCN nicht handeln ausschließlich zu synchronisieren periphere circadiane Uhren sondern trägt generell der circadianen transkriptionelle Programme im ganzen Körper.

In zukünftigen Studien, Menet und sein team untersuchen, ob das timing der Nahrungsaufnahme reguliert rhythmische protein-Produktion, sowie rhythmische Genexpression in verschiedenen Geweben. Eine weitere Frage für die zukünftige Forschung ist, ob andere SCN-driven cues, wie Körper-Temperatur-Laufwerk rhythmische Genexpression in peripheren Uhren.

Jetzt sind die gesundheitlichen Auswirkungen der neuen Ergebnisse bleiben unklar. Uhr Störungen wurden im Zusammenhang mit der Alterung, veränderte Reaktionen auf Therapeutika, Fettleibigkeit, diabetes, psychische Erkrankungen und Krebs. Laut Autoren der Studie, diese Effekte könnten möglicherweise abgefedert durch die Steuerung der Zeitpunkt der Nahrungsaufnahme. „Aber man sollte nicht davon ausgehen, dass, weil wir beobachten eine starke Wirkung der rhythmischen Aufnahme der Nahrung in die Leber der Maus, dies gilt auch für die andere Maus-Gewebe, und auch für die menschliche Leber“, sagt Menet.