Licht auf Zebrafisch-täglichen Rhythmen: Clock gen-Funktionen enthüllt

Haben die Tiere unterschiedliche Verhaltensmuster in Abhängigkeit der Tageszeit, tagaktive Tiere während des Tages aktiv und schlafen in der Nacht, und Umgekehrt in nächtlichen lieben. Obwohl die Gene, die sogenannten clock-Gene involviert zu sein bei der übersetzung des 24-Stunden-schwankenden Rhythmus der Lichteinwirkung in entsprechende physiologische Reaktionen, viel bleibt unklar, wie dieses Ziel erreicht wird.

Durch die Fokussierung auf die weit verbreitete recherche-tool Zebrafisch-Forscher an der Tokyo Medical and Dental University (TMDU) und Kolleginnen und Kollegen in Japan haben Licht auf, wie drei Uhren-Gene Funktion, die in Reaktion auf Licht. Durch die Abschaffung der Aktivität dieser Gene im Zebrafisch, diese Arbeit zeigt, dass diese Gene bestimmen die täglichen Verhaltens-Rhythmen von Bewegung und Ruhe, sowie die Gesamtzeit, aktiv zu sein.

In dieser Studie berichtete in der Fachzeitschrift Scientific Reports, wählte das team von Zebrafisch-angesichts der Zahl, mit denen Sie Nachkommen Zeugen, deren Einfachheit im Vergleich zu Säugetieren, und Ihre einfache Verhaltens-Rhythmen, die leicht quantifiziert und untersucht werden. Sie konzentrierte sich auf die Gene Cry1a, Per2, und Cry2a in dieser Art, die Analyse Ihrer Funktionen durch klopfen aus einer, zwei oder alle drei von Ihnen mit spezifischen Enzymen, die DNA schneiden können

Die Gruppen werden dann verglichen mit der normalen, unveränderten Zebrafisch mit Ihren single-, double-, und triple-knockout-Kollegen unter den Bedingungen von völliger Dunkelheit, 3 Stunden Licht und 12 Stunden Belichtung. Das letztere spiegelt die typischen Bedingungen, wenn ausgesetzt, um die Schwankungen des Lichts im Laufe eines Tages und einer Nacht.

„Unsere Vergleiche der verschiedenen Zebrafisch-Gruppen, wir fanden Unterschiede in der Wirkung von Doppel-knockout der Gene Per2 und Cry1a unter 3 Stunden und 12 Stunden-Licht-Exposition,“ korrespondierende Autor Hiroshi Nishina sagt. „Die Fische zeigten insgesamt geringere Aktivität und abnorme Fortbewegung und Ruhe Verhaltensweisen, die mit 3 Stunden Licht, aber diese Anomalien wurden verbessert, in der Gruppe mit 12 Stunden nach der Exposition, was darauf hindeutet, verschiedene regulatorische Mechanismen zwischen circadianen Rhythmus und die Motorik.

Das team dann angewendet, microarray-Analyse, näher zu schauen, die anderen spezifischen Genen, deren expression beeinflusst durch knockout der clock-Gene. Sie fanden heraus, dass die gen-knockout und damit verbundenen Verhaltensauffälligkeiten verbunden waren veränderte expression von Genen, die im Metabolismus. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Uhren-Gene verbunden sind, um die Energieversorgung des Organismus, die mit Ihrer Abwesenheit die Reduzierung dieser Versorgung und als Ergebnis verursacht geringere Fortbewegung und mehr Ruhe von der Zebrafisch.

„Unsere Arbeit zeigt die Bedeutung der Licht-induzierbare clock-Gene in der Maximierung physiologische Leistungsfähigkeit der Betrachtung eines bestimmten Organismus lifestyle,“ Jun Hirayama sagt. „Es stärkt die Grundlagenforschung in diesem Gebiet und könnte sogar helfen bei der Behandlung von Schlafstörungen in Bezug auf diese Gene.“