Dobro jutro, ste se nocoj naspali? Današnji Zbritoff posvečamo svojim notranjim časomerom – znanstveni ekipi je namreč uspelo pokazati, kako so dnevne variacije izražanja genov povezane z mehanizmi, ki uravnavajo cirkadiani ritem. Svoja dognanja so objavili v reviji Science Advances.

Zemljina dnevna rotacija, ki jo spremljajo ritmične spremembe v temperaturi, pritisku in osvetljenosti, se na ravni biosfere izražajo kot cirkadiani ritem oziroma notranje regulirana biološka ura. Delovanje biološke ure zajema kompleksna obnašanja, kot sta budnost in spanje, pa tudi druga fiziološka dogajanja, kot so cikli celične delitve, delovanje imunskega sistema ter presnova hranil in zdravil v telesu. Kljub temu je raziskovanje s cirkadianim ritmom povezanih genskih mehanizmov v podstati teh procesov težavno zaradi velikih razlik v življenjskem slogu ljudi.

Znanstveniki in znanstvenice so za študijo namesto zapletenega človeškega organizma uporabili vinsko mušico Drosophilia melanogaster. Ta je primerna zaradi dvotretjinske skladnosti zapisa DNK s človekovim dednim zapisom in visoke evolucijske ohranitve genov za uravnavanje dnevno-nočnega ritma, ki je značilno za različne vrste, od žuželk do sesalcev.

Pri raziskovanju so ubrali dva pristopa. S stalnim spremljanjem količine mRNK so najprej uspeli pokazati, kako se v izbranih tkivih skozi čas spreminja izražanje proteinov. Primerjali so tudi različne modelne linije vinskih mušic in raziskali vpliv majhnih medvrstnih razlik. Iz pridobljenih meritev so nato ustvarili pregledni atlas izražanja vseh mušičjih molekul mRNK.

Ugotovili so, da več kot 1700 genov v dednini vinske mušice nadzoruje biološka ura. Kar štirinajst od teh genov se izraža v vseh preučevanih tkivih, prisotni pa so tudi v drugih živalih, denimo miših, pavijanih in ljudeh, kar kaže na njihovo pomembnost pri uravnavanju biološkega ritma. Znotraj celokupne preučevane populacije so odkrili tudi specifične skupine organizmov znotraj iste vrste, pri katerih je tkivno izražanje genov zamaknjeno za več ur. Z medvrstno primerjavo so odkrili, da še kako majhne genske variacije v preučevanih časomernih genih privedejo do pomembnih razlik v odzivanju tkiv na izpostavitev svetlobi.

Znanstvena ekipa poudarja, da kontinuirano 24-urno jemanje tkivnih vzorcev pri človeku ni možno, zato bomo težko naslovili razlike v medosebnih dnevnih vzorcih aktivnosti in spanja pri človeku. Raziskava pa je vendarle potrdila, da se stanje organizma skozi dan spreminja, zaradi česar je na primer pri razvoju in dajanju zdravil treba upoštevati tudi čas dajanja. Ta lahko občutno vpliva na delovanje vsega, od kave do zdravil v telesu, delo pa se že opravi – zjutraj, po dremanju ali zvečer.

Bzzzzz pravijo budilke in mušice in Luka.

Druge povezave: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3130368/