مشاهده چگونگی تأثیر محیط بر ریتم های شبانه روزی


Newswise-TROY، NY-بر خلاف تصور اینکه محیط ما نمی تواند چرخه خواب و بیداری 24 ساعته را که از نظر ژنتیکی کنترل می شود تغییر دهد ، جنیفر هارلی ، محقق ریتم شبانه روزی ، مکانیسم بین سیگنال های محیطی و ساعت شبانه روزی را مورد بررسی قرار داد. از تنظیم متابولیسم ، هارلی به دنبال نقاطی در یک شبکه کنترل بیولوژیکی وسیع است که از ساعت شبانه روزی نشأت می گیرد و ژن هایی را که به سیگنال های محیطی مانند بیش از حد یا کمبود مواد مغذی پاسخ می دهند ، پیدا می کند. این پروژه به تازگی برنده جایزه معتبر بنیاد ملی علوم CAREER شده است.

هدف ما اتحاد است زنده آزمایشات بیولوژیکی و تجزیه و تحلیل داده های بزرگ برای شناسایی نقاطی که در آن می توان از سیگنال های محیطی برای تنظیم آنچه ساعت در بدن کنترل می کند استفاده کرد. ریچارد باروچ ، استاد علوم بیولوژیکی در Rensselaer Polytechnic ، گفت: متابولیسم یک مکان عالی برای شروع است زیرا ساعت ما متابولیسم را به شدت کنترل می کند.

سیستم شبانه روزی از پروتئین های کلیدی تشکیل شده است که چرخه روز / شب را برای افزایش سلامت و رفاه بدن با تنظیم ارتعاشات روزانه در سطح آنزیم ها و هورمون های مختلف پیش بینی می کنند. ساعت شبانه روزی بر پارامترهای فیزیولوژیکی از جمله دما و ایمنی بدن تأثیر می گذارد.

اعتقاد بر این است که ساعت بیولوژیکی ما بدون توجه به عوامل محیطی بدون تغییر باقی می ماند. اما تحقیقات اخیر ، از جمله نسخه هارلی 2017 ، این تصویر را تغییر داده است. این افشاگری ها نشان می دهد که عواملی مانند پیری و آلودگی ممکن است بر کنترل ساعت بر بیولوژی ارگانیسم تأثیر بگذارد و نشان می دهد که در حالی که ساعت از نظر بیولوژیکی تأثیرگذار است ، مکانیسم آن بیش از آنچه قبلاً درک شده بود ، انعطاف پذیر است.

“آنچه ما دریافتیم این است که در حالی که ریتم شبانه روزی به یک چرخه 24 ساعته بستگی دارد ، آنچه ساعت را در سلول کنترل می کند بسته به محیط تغییر می کند. شما می توانید آن را به عنوان یک ساعت پودری دندانه دار که روشن یا خاموش می شود تصور کنید.” عضو مرکز Rensselaer برای بیوتکنولوژی و تحقیقات بین رشته ای.

با همکاری موسسه Rensselaer برای مطالعه و استفاده از داده ها ، هورلی روشهای تحلیلی را برای داده های بیولوژیکی بزرگ ایجاد کرد تا با استفاده از سیستم مدلهای قارچی و شبانه روزی رابطه بین محیط و سیستم شبانه روزی را ردیابی کند. Neurospora crassaبه به عنوان نمونه ای از این پدیده ، هورلی و تیمش اطلاعاتی در مورد فعالیت ژن ها جمع آوری کردند نیوسپور به مدت دو روز و روشهای تحلیلی ایجاد شد که امکان جستجوی الگوها در فعالیت ژن را فراهم کرد. تجزیه و تحلیل آنها نشان داد که نمونه هایی از برخی از ژن های حساس به محیط زیست می توانند الگوهای ژن های دیگر را که با نشان دادن پیوند با ساعت کنترل می شوند ، پیش بینی کنند.

جایزه جدید CAREER توسط هارلی با بودجه NARF این امکان را می دهد تا با ایجاد روشهای جستجو برای خوشه های ژنی که تحت تأثیر تغییرات تجربی در متابولیسم قرار گرفته اند ، به یک پایگاه داده گسترده تر گسترش یابد.

هورلی گفت: “ما فرض می کنیم که با کمک ابزارهای تحلیلی خود ، می توان برنامه ریزی مجدد متابولیک ژن هایی را که تغییرات فیزیولوژیکی در سلول را کنترل می کنند ، تعیین کرد.” درک نحوه عملکرد این فرایند به ما اجازه می دهد تا بفهمیم چگونه متابولیسم و ​​سایر عوامل محیطی می توانند بر مدیریت ساعت شبانه روزی تأثیر بگذارند. “

“این مهم است که ما بفهمیم عوامل محیطی چگونه بر زیست شناسی تحت مدیریت سرکردها تأثیر می گذارد. نیوسپور به مردم. این کار در مقیاس بزرگ یک مدل جدید برای چنین تحقیقاتی ایجاد خواهد کرد. ” امیدوارم کشفیات پروفسور هارلی بسیار چشمگیر باشد و مسیرهای تحقیقاتی جدیدی را در زمینه در حال توسعه روشن کند. “

CAREER: یک روش بیولوژیکی سیستماتیک برای تعیین نحوه انتقال داده ها از محیط سلولی به واحد کنترل ساعت شبانه روزی.این بودجه با کمک 817،000 دلار از بنیاد ملی علوم تأمین می شود.

درباره موسسه پلی تکنیک رنسلر

موسسه پلی تکنیک رنسلر در سال 1824 تأسیس شد و اولین دانشگاه تحقیقاتی فناوری آمریکا است. Rensselaer شامل یک جامعه پویا از پنج مدرسه ، 32 مرکز تحقیقاتی ، بیش از 145 برنامه درسی و بیش از 7،900 دانش آموز و بیش از 100،000 فارغ التحصیل زنده است. دانشکده و فارغ التحصیلان رنسلر شامل بیش از 145 عضو آکادمی ملی ، شش عضو تالار مشاهیر مخترعان ملی ، شش مدال فناوری ملی ، پنج برنده مدال علمی ملی و برنده نوبل فیزیک هستند. رنسلر با نزدیک به 200 سال تجربه در ارتقای دانش علمی و فناوری ، بر حل مشکلات جهانی با روحیه ابتکار و همکاری تمرکز دارد. برای اطلاعات بیشتر به www.rpi.edu مراجعه کنید.



دیدگاهتان را بنویسید