streszczenie: Badanie ujawnia nowy szlak molekularny, który pomaga kontrolować homeostazę i rytmy snu w mózgu.
źródło: Uniwersytet Tsukuby
Większość organizmów wykazuje rytm okołodobowy, czyli wewnętrzny zegar, który powtarza się co 24 godziny. Teraz naukowcy z Japonii odkryli nowe szczegóły dotyczące procesów molekularnych, które rządzą rytmami snu i czuwania u myszy.
W niedawno opublikowanym badaniu naukowcy z University of Tsukuba ujawnili, że kluczowa cząsteczka zaangażowana w homeostazę snu (zwana SIK3 lub kinaza 3 indukowana solą) również odgrywa ważną rolę w codziennym zachowaniu.
Zwierzęta są w stanie przystosować się do 24-godzinnego cyklu światła i ciemności pod względem zachowania i fizjologii poprzez zmiany w jądrze nadskrzyżowaniowym (SCN), głównym zegarze w mózgu, który synchronizuje różne rytmy w ciele. Jednak czynności biologiczne w SCN, które wywołują specyficzną czasowo czuwanie, nie zostały w pełni scharakteryzowane; Zespół badawczy zamierza temu zaradzić.
„Większość zwierząt wykazuje szczytową aktywność w pewnym momencie cyklu biologicznego” – wyjaśnia główny autor badania, profesor Masashi Yanagisawa. „Ponieważ stwierdzono, że SCN reguluje sen i czuwanie w określonych porach dnia, chcieliśmy zbadać odrębne neurony, które kontrolują ten proces”.
W tym celu zespół badawczy manipulował genetycznie poziomami SIK3 w określonych populacjach neuronów w SCN myszy. Następnie zbadali sen i zachowania okołodobowe u myszy, na przykład kiedy i jak długo myszy wykazywały aktywność w odniesieniu do cyklu światło-ciemność.
„Odkryliśmy, że SIK3 w SCN może wpływać na długość cyklu okołodobowego i czas szczytowej aktywności czuwania, bez zmiany ilości snu w ciągu dnia” – mówi profesor Yanagisawa.
Zespół badawczy wcześniej informował, że SIK3 oddziałuje z LKB1 (cząsteczka w górę SIK3) i HDAC4 (ważny cel SIK3) w neuronach glutaminergicznych, regulując ilość i głębokość snu. Teraz odkryli, że szlak SIK3-HDAC4 moduluje długość okresu dobowego poprzez neurony wytwarzające NMS i przyczynia się do rytmu snu/czuwania.
Długość okresu behawioralnego i czas szczytowej aktywności są ważnymi składnikami rytmu okołodobowego. Biorąc pod uwagę podobieństwa między systemami dobowymi różnych ssaków, nowe informacje o tym, jak ten system działa u myszy, mogą doprowadzić do nowych metod leczenia zaburzeń snu i rytmu dobowego u ludzi.
Finansowanie: Ta praca była wspierana przez Inicjatywę Pierwszego na Świecie Międzynarodowego Centrum Badawczego (WPI) Ministerstwa Edukacji, Kultury, Sportu, Nauki i Technologii (MEXT), Japońskie Towarzystwo Promocji Nauki (JSPS) Dotacje na pomoc dla badań naukowych (KAKENHI) oraz Japońska Agencja Nauki i Technologii (JST) ds. badań podstawowych Ewolucyjna nauka i technologia (CREST), Japońska Agencja ds. Badań i Rozwoju Medycznego (AMED), JSPS DC2 Grant, Program wsparcia badań podstawowych typu A Uniwersytetu Tsukuba oraz finansowanie wiodącego na świecie innowacyjnego programu badawczo-rozwojowego w dziedzinie nauki i technologii (program I).
To wiadomości badawcze na temat rytmu okołodobowego
autor: Biuro prasowe
źródło: Uniwersytet Tsukuby
Komunikacja: Biuro Prasowe – Uniwersytet Tsukuba
zdjęcie: Obraz jest w domenie publicznej
Oryginalne wyszukiwanie: Dostęp zamknięty.
„SIK3 – HDAC4 w jądrze nadskrzyżowaniowym reguluje czas pobudzenia na początku ciemności i okres okołodobowy u szczurówMasashi Yanagisawa i in. PNAS
podsumowanie
SIK3 – HDAC4 w jądrze nadskrzyżowaniowym reguluje czas pobudzenia na początku ciemności i okres okołodobowy u szczurów
Ssaki wykazują okołodobowe cykle snu i czuwania pod kontrolą jądra nadskrzyżowaniowego (SCN), takie jak energiczna faza czuwania zablokowana do początku fazy ciemnej u szczurów laboratoryjnych.
Tutaj pokazujemy, że stymulowany solą niedobór kinazy 3 (SIK3) w neuronach wytwarzających kwas gamma-aminomasłowy (GABA) lub neuronach wytwarzających norepinefrynę S (NMS) opóźniał szczytową fazę czuwania i przedłużał behawioralny cykl dobowy zarówno w ciągu 12 godzin . Światło: 12-godzinny stan ciemności (LD) i stały stan ciemności (DD) bez zmiany dziennej ilości snu.
Natomiast indukcja zmutowanego allelu polega na wzmocnieniu funkcji sek. 3 w neuronach GABAergicznych wykazywały zaawansowaną aktywność i krótszy okres okołodobowy. Utrata SIK3 w neuronach produkujących argininę (AVP) wydłużyła cykl biologiczny, ale szczytowa faza czuwania była podobna do tej u myszy kontrolnych.
Heterozygotyczny niedobór deacetylazy histonowej (HDAC)4, substratu SIK3, skraca cykl biologiczny, podczas gdy myszy z HDAC4 S245A, które są odporne na fosforylację przez SIK3, mają opóźnioną szczytową fazę pobudzenia. Ekspresje genów zegara rdzenia późnej anafazy wykryto w wątrobach myszy pozbawionych SIK3 w neuronach GABAergicznych.
Wyniki te wskazują, że szlak SIK3-HDAC4 reguluje długość okresu okołodobowego i czas wzbudzenia przez neurony dodatnie pod względem NMS w SCN.
„Introwertyk. Myśliciel. Rozwiązuje problemy. Specjalista od złego piwa. Skłonny do apatii. Ekspert od mediów społecznościowych. Wielokrotnie nagradzany fanatyk jedzenia.”
