We kunnen gebruik maken van de snooze-knop te verfijnen onze slaap cycli, maar onze cellen hebben een veel meer zorgvuldige en verfijnd systeem. Mensen, en de meeste andere organismen, hebben 24-uurs ritmes die worden gereguleerd door een precieze moleculaire klok die tikt in elke cel.
Na tientallen jaren van studie, zijn onderzoekers nog steeds het identificeren van alle versnellingen die betrokken zijn bij het uitvoeren van deze 'circadiane' klok en werken aan elk van de moleculaire radertjes in de plaats te zetten. Een nieuwe studie door Rockefeller University wetenschappers toont nu hoe twee van de belangrijkste moleculen samenwerken om de klok cyclus reguleren en onthult hoe die schakelaar kan war gaan, het identificeren van een potentiële oorzaak van erfelijke slaapstoornissen.
In het onderzoek gepubliceerd in PLoS Biology , Michael Young, Richard en Jeanne Fisher hoogleraar en hoofd van het Laboratorium voor Erfelijkheidsleer, en zijn collega's laten zien dat de circadiane klok het equivalent van een aan / uit schakelaar die bestuurd door een enzym doubletime bevat. Doubletime, of DBT, was oorspronkelijk genoemd naar de manier waarop dat mutaties van het gen vliegen te maken met een snel lopende klok. DBT werkt door het aanbrengen van fosfaatgroepen aan eiwitten in een proces genaamd fosforylatie. En het eiwit het fosforyleert, de zogenaamde periode of PER, speelt een belangrijke rol in de timing van de klok zelf, het reguleren van de activiteit van andere genen zoals het cycli aan en uit met een 24-uurs ritme. Onderzoekers wisten DBT een rol gespeeld in het reguleren van de periode eiwit door het aanbrengen van fosfaten aan. Maar nieuw onderzoek van Young toont aan dat DBT ofwel kunnen onderdrukken of activeren PER, door het plaatsen van fosfaten op verschillende plaatsen.
Met de ontdekking dat DBT heeft niet een maar twee afzonderlijke fosforylatie doelen op PER kwam het besef dat het enzym in wezen optreedt als een schakelaar. "Het is een fosforylering schakelaar gecontroleerd door doubletime die bepaalt of het eiwit actief is helemaal niet," zegt Young. Tijdens de 'off' fase, de cel melkbussen uit PER eiwitten die zijn stabiel, maar niet actief, gehouden en dus door de aanwezigheid van fosfaat-groepen op die eerste doel site. Tijdens de 'on' fase, de fosfaatgroep in het tweede target site activeert de proteïne, maar destabiliseert het zo dat PER is alleen actief voor een paar uur. Daarna is de cel begint accumuleren inactief eiwit weer en de cyclus begint opnieuw.