Vi kan använda snooze-knappen för att finjustera vår sömn cykler, men våra celler har en mycket mer noggrann och förfinat systemet. Människor, och de flesta andra organismer, har 24-timmars rytmer som regleras av en exakt molekylär klocka som tickar inuti varje cell.
Efter årtionden av studien, är forskare identifierar fortfarande alla växlar involverade i att driva detta "dygnsrytm" klocka och arbetar med att sätta alla de molekylära kuggar i dess ställe. En ny studie av Rockefeller University forskare visar nu hur två av de viktigaste molekylerna samverkar för att reglera klockans cykeln och avslöjar hur det växlar kan gå över styr, identifiera en potentiell orsak till ärftliga sömnstörningar.
I forskning publicerades i PLoS Biology , Michael Young, Richard och Jeanne Fisher professor och chef för laboratoriet för genetik, och hans kollegor visar att dygnsrytm klocka innehåller motsvarande en on / off knapp som är kontrollerad av ett enzym som kallas doubletime. Doubletime eller DBT, hette ursprungligen för det sätt att mutationer av genen skapar flyger med en snabbt rinnande klocka. DBT verkar genom att binda fosfat grupper till proteiner i en process som kallas fosforylering. Och det protein det fosforylerar, som kallas period eller per, spelar en viktig roll i valet av tidpunkt för klockan själv, reglerar aktiviteten hos andra gener som cykler på och av med en 24-timmars rytm. Forskarna visste DBT spelat en roll i regleringen av perioden proteinet genom att fästa fosfater till den. Men Youngs nya studien visar att DBT antingen kan hämma eller aktivera PER, genom att placera fosfater på olika platser.
Med upptäckten att DBT har inte en utan två separata fosforylering mål på PER kom insikten att enzymet fungerar i huvudsak som en switch. "Det är en fosforylering brytare som styrs av doubletime som avgör om proteinet är aktivt alls," Young säger. Under "off"-fas, kannor cellen ut per proteiner som är stabil, men inaktiva höll så av förekomsten av fosfat grupper som först målplatsen. Under "på" fasen, aktiverar fosfat grupp i det andra målet webbplatsen proteinet men destabiliserar det så att Per är bara aktiv i några timmar. Därefter börjar cellen ackumulera inaktiva protein igen och cykeln börjar på nytt.