souhrn: Vědci použili ovocné mušky, aby odhalili tajemství každodenních stravovacích návyků zvířat. Zjistili, že gen quasimodo (qsm) spojuje krmení se světlem a tmou, zatímco geny jako hodiny (clk) a cyklus (cyc) regulují cykly jídla a půstu. Je zajímavé, že jsou to neurony, nikoli metabolická tkáň, které zajišťují, že tyto cykly jsou v souladu s cirkadiánními rytmy.
Tato zjištění připravují cestu pro hlubší vhled do chování zvířat a potenciální léčby poruch příjmu potravy.
Klíčová fakta:
- Gen quasimodo (qsm) u ovocných mušek pomáhá sladit krmení s cykly světla a tmy.
- V neustálé tmě genetické hodiny (clk) a cyklus (cyc) určují rytmy jídla/půstu.
- Geny molekulárních hodin v neuronech, nikoli v metabolických tkáních, synchronizují tyto rytmy s cirkadiánními cykly.
zdroj: Tokijská metropolitní univerzita
Vědci z Tokyo Metropolitan University použili ovocné mušky ke studiu toho, jak regulují každodenní stravovací návyky.
Zjistili, že gen quasimodo (qsm) pomohl synchronizovat krmení s cykly světlo/tma, ale ne v konstantní tmě: místo toho geny hodin (clk) a cyklů (cyc) udržuje cykly jídla/půstu, zatímco jiné „hodiny“ v neuronech pomáhají synchronizovat je se dny. Rozluštění molekulárního mechanismu krmných cyklů nám pomáhá porozumět chování zvířat, včetně toho našeho.
Mnoho členů živočišné říše jí každý den zhruba ve stejnou dobu. Vyplývá to z potřeby přizpůsobit se aspektům prostředí, včetně množství přítomného světla, teploty, dostupnosti potravy a šance predátorů, z nichž všechny jsou životně důležité pro přežití. Je také důležitý pro efektivní trávení a metabolismus, a tedy i pro naši celkovou pohodu.
Jak ale tak široká škála organismů ví, kdy jíst? Jedním z důležitých faktorů je cirkadiánní rytmus, téměř každodenní fyziologický cyklus sdílený organismy tak rozmanitými, jako jsou zvířata, rostliny, bakterie a řasy. Slouží jako „hlavní hodiny“, které regulují rytmické chování.
Ale zvířata jsou plná jiných časovacích mechanismů, známých jako „periferní hodiny“, z nichž každý má své vlastní odlišné biochemické dráhy. Může být resetován vnějšími faktory, jako je výživa. Přesný způsob, jakým tyto hodiny řídí chování zvířat při krmení, však zatím není jasný.
Nyní se tým vedený docentem Kanae Ando z Tokijské metropolitní univerzity vypořádal s tímto problémem pomocí ovocných mušek, modelového organismu, který odráží mnoho rysů složitějších zvířat, včetně lidí. Použili metodu známou jako test CAFE, ve kterém jsou mouchy krmeny malými kapilárami, aby se změřilo, kolik jednotlivé mouchy jedí v různých časech.
Nejprve se podívali na to, jak mouchy synchronizují své stravovací návyky se světlem. Studiem krmení much v cyklu světlo/tma již předchozí práce prokázala, že mouchy krmily více během dne, i když byly zavedeny mutace v období genů pro základní cirkadiánní hodiny (per) a nadčasové (tim). Místo toho se tým podíval na quasimodo (qsm), gen, který kóduje protein reagující na světlo, který řídí spouštění hodinových neuronů.
Poražením systému Qsm zjistili, že denní režim krmení much byl významně ovlivněn. Poprvé víme, že synchronizace krmení se světlem zprostředkovaným rytmem je ovlivněna QSM.
To nebyl případ much, které se krmí v neustálé tmě. Mouchy s mutacemi v esenciálních cirkadiánních genech utrpěly vážné narušení jejich cirkadiánních vzorců krmení.
Ze čtyř zahrnutých genů, period (per), timeless (tim), cycle (cyc) a clock (clk), byla ztráta cyc a clk mnohem závažnější. Skutečně bylo zjištěno, že clk/cyc je zásadní pro stanovení bimodálních stravovacích vzorců, tj. období jídla a půstu, zejména těch v metabolických tkáních.
Ale jak se tyto cykly shodují se dny? Místo metabolických tkání hrály dominantní roli geny molekulárních hodin v neuronech.
Zjištění týmu nám dávají první pohled na to, jak různé hodiny v různých částech organismu regulují cykly krmení/půstu a jak odpovídají denním rytmům.
Pochopení mechanismů stravovacích návyků slibuje nové poznatky o chování zvířat a také nové způsoby léčby poruch příjmu potravy.
financování: Tato práce byla podporována Farber Neuroscience Institute, Thomas Jefferson University a National Institutes of Health [R01AG032279-A1]a grant Takeda Foundation a Fond strategického výzkumu TMU.
O novinkách v genetickém výzkumu
autor: Jdi Totsukawa
zdroj: Tokijská metropolitní univerzita
sdělení: Jděte na Totsukawa – Tokijská metropolitní univerzita
obrázek: Obrázek připsán Neuroscience News
Původní vyhledávání: Otevřený přístup.
„Anatomie cirkadiánního vzorce krmení: Periferní hodiny/cyklus generují smyčky krmení/půstu a neuromolekulární hodiny je synchronizují„Od Kanae Ando a kol. iScience
shrnutí
Anatomie cirkadiánního vzorce krmení: Periferní hodiny/cyklus generují smyčky krmení/půstu a neuromolekulární hodiny je synchronizují
Pro přežití je rozhodující 24hodinový rytmus krmení nebo synchronizované epizody krmení/půstu během dne. Vnitřní hodiny a světelný vstup regulují cirkadiánní chování, ale to, jak jsou generovány rytmy krmení, není zcela pochopeno. Zde se snažíme rozebrat molekulární cesty, které generují každodenní vzorce krmení.
Měřením téměř denního množství potravy snědené jednotlivými mouchami jsme prokázali, že generování krmných rytmů za světla:tma vyžaduje com.quasimodo (qsm), ale ne molekulární hodiny.
Za stálé tmy se cirkadiánní vzorce krmení skládají ze dvou složek: hodin (CLK) v trávicích/metabolických tkáních, které vytvářejí smyčky krmení/lačnění, a molekulárních hodin v neuronech, které je synchronizují se subjektivním denním světlem.
Ačkoli je CLK součástí molekulárních hodin, generování smyček krmení/lačnění pomocí CLK v metabolických tkáních bylo nezávislé na mechanismu molekulárních hodin.
Naše výsledky odhalily nové funkce pro qsm a CLK v rytmu krmení Ovocný let.
Přátelský webový obhájce. Odborník na popkulturu. Bacon ninja. Tvrdý twitterový učenec.
