Prisma

Zirkadianer Rhythmus der Genexpression

Mehr als 12.000 Gene sind beteiligt

cae | Eine große statistische Untersuchung an Mäusen zeigt, wie sehr die Genexpression an bestimmte Uhrzeiten im Tagesverlauf gebunden ist. Die Ergebnisse sind im Wesentlichen auf andere Säugetiere übertragbar.
Von 19.788 getesteten Genender Maus fallen nur 7497 (weiße Fläche) nicht in eine oder mehrere der drei Kategorien (farbige Kreise). Die Drug-Targets bilden zwar den kleinsten Kreis; dieser hat jedoch relativ die meisten Überlappungen mit den beiden anderen Kreisen.

Etwa 43 Prozent von 19.788 Protein- codierenden Genen der Maus folgen einem tageszeitlichen Rhythmus. Dabei kommt es zweimal am Tag zu einer „Rush-hour“ der Transkription: vor der Morgendämmerung und vor der Abenddämmerung. Unter den zwölf wichtigsten Organen der Genexpression weist die Leber die größte Anzahl der Gene mit zirkadianem Rhythmus auf (3186), während diese Anzahl im zentralen Nervensystem am geringsten ist (z.B. im Hypothalamus nur 642).

Bei den Genprodukten der Maus handelt es sich großenteils um Enzyme, die auch beim Menschen vorkommen und eine Rolle bei der Arzneimittelwirkung oder beim Arzneistoffmetabolismus spielen. Unter den 100 umsatzstärksten Arzneimitteln der USA interagieren immerhin 56 mit Proteinen, die von zirkadian exprimierenden Genen codiert werden. Bei Arzneistoffen mit kurzer Halbwertszeit kann daher der therapeutische Effekt stark vom Zeitpunkt der Applikation abhängen.

Die in Philadelphia, USA, forschenden Autoren dieser Studie beschrieben auch über tausend nicht-codierende RNA-Abschnitte (ncRNA), die mit dem zirkadianen Rhythmus der Genexpression im Zusammenhang stehen. 

Quelle: Zhang R, et al. A circadian gene expression atlas in mammals: Implications for biology and medicine. Proc Natl Acad Sci; Epub 27.10.2014

 

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