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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Körper-Uhren: Organe folgen ihrem eigenen Takt |
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| | | Neben dem inneren, vom Gehirn gesteuerten Biorhythmus gibt es noch weitere Körper-Uhren. Organe wie Herz und Leber folgen dabei ihrem eigenen Takt - der allerdings nicht immer synchron schlägt. Dies konnte nun durch genetische Untersuchungen belegt werden. |
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Wie amerikanische Wissenschaftler in einer Vorab-Publikation im Wissenschaftsmagazin "Nature" berichten, folgt die Genaktivität der inneren Organe einem ganz spezifischen Rhythmus.
Anhand von Versuchen am Modellorganismus Maus konnte gezeigt werden, dass acht bis zehn Prozent der in den Organen aktivierten Gene an einem circadianen Takt beteiligt sind.
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"Extensive and divergent circadian gene expression"
Die Arbeit "Extensive and divergent circadian gene expression in liver and heart" erschien als "advanced online publication" in der Wissenschaftszeitschrift "Nature" und wird in einer der folgenden Print-Ausgaben veröffentlicht. |
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 Zum Artikel (kostenpflichtig) |
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12.000 Gene untersucht |
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Die Arbeitsgruppe um Charles Weitz, Professor für Neurobiologie an der Harvard Medical School, hat mittels moderner Genchip-Technologie die zeitliche Aktivität von 12.000 Genen in Herz und Leber der Maus untersucht.
Damit wurde etwa ein Drittel des gesamten Maus-Genoms erfasst. "Die Beziehung zwischen Genregulation und Physiologie war bislang eine gigantische Black Box", meint Charles Weitz.
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Biologische Rhythmen
Biologische Rhythmen werden nach der Länge ihrer Perioden klassifiziert. Tagesperiodische Rhythmen (Perioden von etwa 24 Stunden) werden als "circadian" bezeichnet. Daneben gibt es noch "lunare" (28 Tage) "semi-lunare" (14 bis 15 Tage) und "anuelle" (einjährige) Rhythmen.
Die Biorhythmen erlauben es den Organismen, sich an geophysikalische Periodizitäten anzupassen, sich in Populationen zu koordinieren und ihre interne Zeitstruktur durch Synchronisation mit den Außenzyklen (z.B. Tag/Nacht-Wechsel, Mondphasen, Gezeiten, Jahreszeiten etc.) zu stabilisieren. |
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Organ-spezifische Muster |
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Die Wissenschaftler fanden, dass in Herz und Leber 462 bzw. 575 Gene einem täglichen Rhythmus unterworfen sind. Allerdings waren die für beide Organe gefundenen zeitlichen Muster sehr unterschiedlich. Die Gene des Herzens scheinen zu einem großen Teil gemeinsam aktiv zu werden, während in der Leber verschiedene Aktivitätsspitzen über den Tag verteilt sind.
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Geringe genetische Überschneidungen |
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Zudem konnte gezeigt werden, dass nur 37 in beiden Organen idente Gene an dem Tagesrhythmus beteiligt sind. Das heißt, dass für die zeitliche Steuerung zum Großteil unterschiedliche Erbfaktoren aktiv sind. Daraus folgern die Forscher, dass Herz und Leber unabhängige genetische Uhren besitzen.
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Interaktion mit Hirnzentren unklar |
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Weitz findet für die Forschungsergebnisse eine plastische Interpretation: "Die peripheren Uhren der Organe marschieren nach den Trommeln, die vom Hirn geschlagen werden - aber sie können aussteigen und ihrem eigenen Takt folgen."
Wie der endogene Rhythmus gewisser Hirnzentren mit jenen der inneren Organe in Zusammenhang steht, soll Gegenstand zukünftiger Untersuchungen sein. Unter den gefundenen Erbfaktoren befinden sich wohl einige "candidate-genes" für diese Interaktion, so Weitz.
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01.01.2010 |
