U-M关于生物钟表的发现翻转了长期理论

安娜堡,密歇根州。—密歇根大学数学家和他们的英国同事表示,他们已经确定了大脑向其余的身体发送到控制生物节奏的信号,这一发现推翻了我们内部时钟的长期理论。

了解人类生物钟作的作用是朝着纠正失眠和喷射滞后等睡眠问题的重要步骤。对身体的新见解’S Simemaker还可以在一天的情况下推进努力治疗受内部时钟影响的疾病,包括癌症,阿尔茨海默氏症’Michigan大学Michematician Daniel Forger表示,S病和情绪障碍。

“知道信号的信号是有助于我们学习如何调整它,以帮助人们,”Metger表示,数学副教授和U-M成员’S计算医学和生物信息学中心。“我们已经破解了代码,信息可能对由时钟影响的各种疾病产生巨大影响。”

身体’S主饲养员驻留在中大脑的区域,称为suprachiasmatic核,或scn。几十年来,研究人员认为,SCN细胞消除电脉冲的速率是—在白天快,晚上慢—控制在整个身体中保持时间。

想象一下,大脑中的节拍器在整个日子里迅速蜱虫,然后在晚上放慢速度。因此,其余的身体听到滴答作响并调整其日常节奏,也称为昼夜节律。

那’持续超过二十年的想法。但由伪造和他的同事编制的新证据表明“旧模型是坦率的,错误的,” Forger said.

研究人员得出结论,真正的信令机制非常不同:从SCN发送的定时信号以先前被忽视的复杂烧制模式编码。 Forger和U-M毕业生凯西迪克曼,以及英格兰大学曼彻斯特大学的Mino Belle和Hugh Piggins,报告了他们在10月9日版的调查结果 科学.

测试伪造和迪克曼制造的预测’S的数学模型,英国科学家从超过400只小鼠SCN细胞收集了射击模式的数据。 U-M科学家然后将实验结果插入其模型中并发现“实验数据几乎是模型预测的,” Forger said.

虽然实验用小鼠进行了,但是’由于主人系统在所有哺乳动物中都相似,因此可能在人类工作中的可能性。

SCN包含两个时钟单元(表达基因呼叫PER1)和非时钟单元。多年来,昼夜昼夜生物学研究人员已经从两种类型的细胞的混合记录了电信号。这导致了时钟的误导性’s inner workings.

但是伪造的’他的英国同事能够通过在表达PER1基因的那些中归零来分离来自非时钟单元的时钟单元。然后它们记录了这些时钟单元专门生产的电信号。出现了蜂窝新理论的模式。

“这是数学模型如何使预测的完美示例是在进一步实验之前与普遍的观点完全具有巨大的景点,转向死亡,” Forger said.

研究人员发现,在白天,表达PER1的SCN细胞维持电激发态,但不会发射。他们在黄昏周边致短暂的一段时间,然后在整个晚上保持安静,然后释放出黎明周围的另一个活动。这种触发模式是信号或代码,大脑向身体的其余部分发送,以便保持时间。

“旧的理论是,在白天含有时钟的SCN中的细胞在一天中射击,但晚上慢。但现在我们’证明实际上包含时钟机制的细胞在白天沉默,当每个人认为他们快速发射时,” Diekman said.

Piggins说的结果“迫使我们完全重新评估我们认为我们对大脑中的电气活动的认识’s circadian clock.”此外,结果表明,他说,跨学科协作研究的重要性。

“这项工作还提出了关于大脑是否以模拟或数字方式行动的重要问题,” Belle said.

Diekman是生物信息学的博士生,以及工业和运营工程。他是国家科学基金会研究生。伪造者是科学研究年轻调查员的空军办公室。



本新闻稿中的材料来自于始发的研究组织。可以为样式和长度编辑内容。有一个问题? 让我们知道.

订阅

每天早上有一封电子邮件,我们的最新帖子。从医学研究到空间新闻。环境的环境。技术物理学。

感谢您的订阅。

出问题了。