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Zelbiologie: Künstliche innere Uhr konstruiert
Nicht nur unser äußeres Leben, sondern auch unser Stoffwechsel folgt
einem 24-Stunden-Takt. Verantwortlich dafür ist unsere innere Uhr. Deren
genaue Funktion wirft aber noch viele Fragen auf. Nun konnten Schweizer
Forscher eine einfache synthetische Version in Zellkultur realisieren.
Sobald morgens die Sonne aufgeht
und wir die Augen öffnen, künden
Lichtrezeptoren mit ihren Signalen dem
Nucleus suprachiasmaticus vom anbrechenden
Tag. Dieses Kerngebiet, das im
Gehirn direkt über der Kreuzung der
Sehnerven liegt, gilt als Haupttaktgeber
der "inneren Uhr", die den Schlaf-wach-Zyklus, die Herzfrequenz, den Blutdruck
und auch die Körpertemperatur steuert.
Licht spielt dabei insofern eine Rolle, als
es dafür sorgt, dass der zirkadiane Rhythmus
mit dem Tagesverlauf synchronisiert ist. Tatsächlich läuft die innere Uhr
auch weiter, wenn man Menschen längere
Zeit künstlicher Dunkelheit aussetzt.
Nur geht sie dann nach einer Weile
falsch.
Wie schafft es der Nucleus suprachiasmaticus, einen Rhythmus mit einer Periode von ungefähr 24 Stunden zu erzeugen? Offenbar bildet er eine Art Oszillator. Bei der Taufliege wie beim Menschen wurden schon einige Komponenten dieses rückgekoppelten Systems entdeckt. Dazu gehören die Gene clock, cycle (bei Drosophila) beziehungsweise bmal1 (beim Menschen), period, timeless und cryptochrome. Deren Proteinprodukte lagern sich teils zu Dimeren zusammen und fördern oder hemmen die Bildung des jeweils anderen Eiweißstoffs. Wie sich aus dieser Interaktion ein zeitlicher Rhythmus ergibt, kann man sich zwar grob vorstellen. Im Detail sind die molekularen Mechanismen aber nicht aufgeklärt.
Eine Möglichkeit, zu einem tieferen Verständnis zu gelangen, besteht darin, immer weitere Feinheiten darüber zu erkunden...
Wie schafft es der Nucleus suprachiasmaticus, einen Rhythmus mit einer Periode von ungefähr 24 Stunden zu erzeugen? Offenbar bildet er eine Art Oszillator. Bei der Taufliege wie beim Menschen wurden schon einige Komponenten dieses rückgekoppelten Systems entdeckt. Dazu gehören die Gene clock, cycle (bei Drosophila) beziehungsweise bmal1 (beim Menschen), period, timeless und cryptochrome. Deren Proteinprodukte lagern sich teils zu Dimeren zusammen und fördern oder hemmen die Bildung des jeweils anderen Eiweißstoffs. Wie sich aus dieser Interaktion ein zeitlicher Rhythmus ergibt, kann man sich zwar grob vorstellen. Im Detail sind die molekularen Mechanismen aber nicht aufgeklärt.
Eine Möglichkeit, zu einem tieferen Verständnis zu gelangen, besteht darin, immer weitere Feinheiten darüber zu erkunden...
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