الخميس ، 20 يونيو ، 2013. - اكتشف الباحثون في معاهد جلادستون ، في سان فرانسيسكو ، كاليفورنيا (الولايات المتحدة) ، كيف أن البروتين المهم هو في القيادة المباشرة لساعة الجسم الإيقاعية البيولوجية أو الإيقاع البيولوجي ، وكيف ينظم عمليات الساعة البيولوجية الأساسية وكيفية تغييرها. وظيفتها العادية يمكن أن تسبب هذا النظام الحرج ليكون خارج المزامنة.
في العدد الأخير من مجلة العلوم العصبية ، تكشف باحثة غلادستون كاترينا أكاسوغلو وفريقها في نماذج حيوانية كيف يتأرجح إنتاج مستقبلات البروتين العصبي p75 (p75NTR) عبر الزمن مع الساعة البيولوجية الطبيعية للجسم كيف تساعد هذه التذبذبات الإيقاعية على تنظيم وظائف التمثيل الغذائي الحيوية.
هذا الاكتشاف يسلط الضوء على الأهمية الكبيرة ل p75NTR ، ويقدم فكرة عن كيفية ساعة الساعة يساعد على الحفاظ على الصحة الأيضية العامة للجسم. تقريبا جميع الكائنات الحية على هذا الكوكب ، من البكتيريا إلى البشر ، لديها الساعة البيولوجية ، وهي آلية توقيت بيولوجي تتأرجح لمدة 24 ساعة تقريبًا وتنسق مع الدورة النهارية والليلية.
تتأثر هذه الساعة بإيقاعات الضوء ودرجة الحرارة وتوافر الطعام ، ومن المثير للاهتمام أن الدراسات الحديثة قد وجدت أيضًا علاقة بين الساعة البيولوجية والتمثيل الغذائي. "تتأثر الوظائف الأيضية الهامة أيضًا بشكل كبير بالساعات اليومية ، لذا فإن الأنشطة مثل العمل في نوبة ليلية يمكن أن تتسبب في عدم اتساق المخاطر على مدار الساعة ، مع زيادة في أمراض التمثيل الغذائي وأمراض المناعة الذاتية ، مثل السمنة ونوع السكري 2 ، والسرطان والتصلب المتعدد ، "يفسر Akassoglou.
يقول الدكتور أكاسوغلو ، وهو أيضًا أستاذ في علم الأعصاب بجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو (UCSF): "في هذه الدراسة ، حددنا p75NTR باعتباره" رابطًا "جزيئيًا مهمًا بين الساعة البيولوجية وصحة الأيض". ينتمي Gladstone. في الأصل ، كان يعتقد أن p75NTR كان نشطًا فقط في الجهاز العصبي ، ولكن الدراسات اللاحقة وجدت أنه نشط في أنواع كثيرة من الخلايا في جميع أنحاء الجسم ، مما يشير إلى أنه يؤثر على مجموعة واسعة من الوظائف البيولوجية.
في العام الماضي ، اكتشف الباحثون في Gladstone أن p75NTR موجود في خلايا الكبد والدهون وينظم مستويات السكر في الدم في عملية التمثيل الغذائي الهامة. نظرًا لأن هذه النتائج تكتشف وجود علاقة بين p75NTR والتمثيل الغذائي ، فقد اختبر فريق البحث ، أولاً على طبق Petri ثم على نماذج حيوانية ، إذا كانت هناك أيضًا علاقة بين p75NTR والساعة اليومية.
ركز الفريق على جينات تدعى Clock و Bmal1 ، تسمى "الجينات التنظيمية اليومية" ، والتي ، مثلها مثل غيرها ، موجودة في جميع أنحاء الجسم وأن نشاطها يتحكم في الساعة البيولوجية. أراد الباحثون معرفة ما إذا كانت هناك علاقة بين هذه الجينات اليومية و p75NTR.
"تجاربنا الأولية كشفت عن وجود مثل هذا الارتباط" ، يتذكر عالم ما بعد الدكتوراه في جامعة جلادستون بيرنات بايزا رجا ، المؤلف الرئيسي للمقالة. "في الخلايا الفردية ، رأينا أن إنتاج p75NTR كان يتحكم به على مدار الساعة و Bmal1 ، والذي يرتبط مباشرة بالجين الذي يشفر p75NTR ويبدأ إنتاج البروتين" ، يضيف.
ولكن ربما ، أكثر أهمية من طريقة إنتاج p75NTR كانت عندما. وجد الفريق أن إنتاج p75NTR ، مثل جينات الساعة اليومية نفسها ، يتذبذب في دورة تزامن مدتها 24 ساعة مع إيقاع الساعة البيولوجية الطبيعي للخلايا ، وهي نتائج تدعم التجارب في نماذج الماوس.
وعندما قام الفريق بتعديل مجموعة من الفئران وراثياً بحيث افتقروا إلى جينات الساعة اليومية ، كان كل شيء آخر غير متزامن. تمت مقاطعة التذبذب اليومي لإنتاج p75NTR وانخفضت مستويات p75NTR.
ومع ذلك ، فإن أكثر ما يثير الدهشة ، كما يقول الباحثون ، هو كيف أثر انخفاض مستويات p75NTR على مجموعة واسعة من أنظمة الساعة اليومية. على وجه التحديد ، عانت التذبذبات المنتظمة للجينات اليومية الأخرى في المخ والكبد من الاضطرابات ، وكذلك الجينات المعروفة بتنظيم استقلاب الجلوكوز والدهون.
وقال مدير معهد علوم الحياة آلان سالتييل ، وهو أيضًا أستاذ بجامعة لندن: "إن اكتشاف أن فقدان p75NTR يؤثر على الأنظمة الأيضية واليضية يعد دليلًا قويًا على أن هذا البروتين يرتبط ارتباطًا وثيقًا بهما". ميشيغان ولم يشارك في الدراسة. "سيكون من المثير للاهتمام معرفة الرؤى الأخرى التي ستكتشفها الدكتورة أكاسوغلو وفريقها وهم يواصلون دراسة دور p75NTR في الساعات الإيقاعية والوظيفة الأيضية."
وقال أكاسوغلو: "على الرغم من أن هذه النتائج تكشف أن p75NTR يمثل رابطًا مهمًا بين الساعات الإيقاعية والتمثيل الغذائي ، إلا أن النظام معقد ، وربما توجد عوامل أخرى في اللعب. إننا نعمل حاليًا على تحديد العلاقة بين الساعة اليومية ، الأيض والجهاز المناعي ، لذلك في يوم من الأيام يمكننا تطوير علاجات لعلاج الأمراض التي تتأثر بساعة الساعة البيولوجية ، والتي لا تشمل فقط السمنة والسكري ، ولكن أيضًا التصلب المتعدد المحتمل وحتى مرض الزهايمر. "
المصدر:
علامات:
تغذية أخبار الصحة
في العدد الأخير من مجلة العلوم العصبية ، تكشف باحثة غلادستون كاترينا أكاسوغلو وفريقها في نماذج حيوانية كيف يتأرجح إنتاج مستقبلات البروتين العصبي p75 (p75NTR) عبر الزمن مع الساعة البيولوجية الطبيعية للجسم كيف تساعد هذه التذبذبات الإيقاعية على تنظيم وظائف التمثيل الغذائي الحيوية.
هذا الاكتشاف يسلط الضوء على الأهمية الكبيرة ل p75NTR ، ويقدم فكرة عن كيفية ساعة الساعة يساعد على الحفاظ على الصحة الأيضية العامة للجسم. تقريبا جميع الكائنات الحية على هذا الكوكب ، من البكتيريا إلى البشر ، لديها الساعة البيولوجية ، وهي آلية توقيت بيولوجي تتأرجح لمدة 24 ساعة تقريبًا وتنسق مع الدورة النهارية والليلية.
تتأثر هذه الساعة بإيقاعات الضوء ودرجة الحرارة وتوافر الطعام ، ومن المثير للاهتمام أن الدراسات الحديثة قد وجدت أيضًا علاقة بين الساعة البيولوجية والتمثيل الغذائي. "تتأثر الوظائف الأيضية الهامة أيضًا بشكل كبير بالساعات اليومية ، لذا فإن الأنشطة مثل العمل في نوبة ليلية يمكن أن تتسبب في عدم اتساق المخاطر على مدار الساعة ، مع زيادة في أمراض التمثيل الغذائي وأمراض المناعة الذاتية ، مثل السمنة ونوع السكري 2 ، والسرطان والتصلب المتعدد ، "يفسر Akassoglou.
يقول الدكتور أكاسوغلو ، وهو أيضًا أستاذ في علم الأعصاب بجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو (UCSF): "في هذه الدراسة ، حددنا p75NTR باعتباره" رابطًا "جزيئيًا مهمًا بين الساعة البيولوجية وصحة الأيض". ينتمي Gladstone. في الأصل ، كان يعتقد أن p75NTR كان نشطًا فقط في الجهاز العصبي ، ولكن الدراسات اللاحقة وجدت أنه نشط في أنواع كثيرة من الخلايا في جميع أنحاء الجسم ، مما يشير إلى أنه يؤثر على مجموعة واسعة من الوظائف البيولوجية.
في العام الماضي ، اكتشف الباحثون في Gladstone أن p75NTR موجود في خلايا الكبد والدهون وينظم مستويات السكر في الدم في عملية التمثيل الغذائي الهامة. نظرًا لأن هذه النتائج تكتشف وجود علاقة بين p75NTR والتمثيل الغذائي ، فقد اختبر فريق البحث ، أولاً على طبق Petri ثم على نماذج حيوانية ، إذا كانت هناك أيضًا علاقة بين p75NTR والساعة اليومية.
ركز الفريق على جينات تدعى Clock و Bmal1 ، تسمى "الجينات التنظيمية اليومية" ، والتي ، مثلها مثل غيرها ، موجودة في جميع أنحاء الجسم وأن نشاطها يتحكم في الساعة البيولوجية. أراد الباحثون معرفة ما إذا كانت هناك علاقة بين هذه الجينات اليومية و p75NTR.
"تجاربنا الأولية كشفت عن وجود مثل هذا الارتباط" ، يتذكر عالم ما بعد الدكتوراه في جامعة جلادستون بيرنات بايزا رجا ، المؤلف الرئيسي للمقالة. "في الخلايا الفردية ، رأينا أن إنتاج p75NTR كان يتحكم به على مدار الساعة و Bmal1 ، والذي يرتبط مباشرة بالجين الذي يشفر p75NTR ويبدأ إنتاج البروتين" ، يضيف.
ولكن ربما ، أكثر أهمية من طريقة إنتاج p75NTR كانت عندما. وجد الفريق أن إنتاج p75NTR ، مثل جينات الساعة اليومية نفسها ، يتذبذب في دورة تزامن مدتها 24 ساعة مع إيقاع الساعة البيولوجية الطبيعي للخلايا ، وهي نتائج تدعم التجارب في نماذج الماوس.
وعندما قام الفريق بتعديل مجموعة من الفئران وراثياً بحيث افتقروا إلى جينات الساعة اليومية ، كان كل شيء آخر غير متزامن. تمت مقاطعة التذبذب اليومي لإنتاج p75NTR وانخفضت مستويات p75NTR.
ومع ذلك ، فإن أكثر ما يثير الدهشة ، كما يقول الباحثون ، هو كيف أثر انخفاض مستويات p75NTR على مجموعة واسعة من أنظمة الساعة اليومية. على وجه التحديد ، عانت التذبذبات المنتظمة للجينات اليومية الأخرى في المخ والكبد من الاضطرابات ، وكذلك الجينات المعروفة بتنظيم استقلاب الجلوكوز والدهون.
وقال مدير معهد علوم الحياة آلان سالتييل ، وهو أيضًا أستاذ بجامعة لندن: "إن اكتشاف أن فقدان p75NTR يؤثر على الأنظمة الأيضية واليضية يعد دليلًا قويًا على أن هذا البروتين يرتبط ارتباطًا وثيقًا بهما". ميشيغان ولم يشارك في الدراسة. "سيكون من المثير للاهتمام معرفة الرؤى الأخرى التي ستكتشفها الدكتورة أكاسوغلو وفريقها وهم يواصلون دراسة دور p75NTR في الساعات الإيقاعية والوظيفة الأيضية."
وقال أكاسوغلو: "على الرغم من أن هذه النتائج تكشف أن p75NTR يمثل رابطًا مهمًا بين الساعات الإيقاعية والتمثيل الغذائي ، إلا أن النظام معقد ، وربما توجد عوامل أخرى في اللعب. إننا نعمل حاليًا على تحديد العلاقة بين الساعة اليومية ، الأيض والجهاز المناعي ، لذلك في يوم من الأيام يمكننا تطوير علاجات لعلاج الأمراض التي تتأثر بساعة الساعة البيولوجية ، والتي لا تشمل فقط السمنة والسكري ، ولكن أيضًا التصلب المتعدد المحتمل وحتى مرض الزهايمر. "
المصدر:
