Der K\u00f6rper kennt die Uhrzeit \u2013 auch ohne Blick aufs Handy. Nachts arbeitet die Leber anders als am Tag, die Niere ver\u00e4ndert ihre Leistung und selbst die Lunge folgt einem t\u00e4glichen Rhythmus. Erstaunlich daran: In all diesen Organen l\u00e4uft grunds\u00e4tzlich dasselbe molekulare Uhrwerk. Trotzdem entstehen unterschiedliche Tagesprogramme. Wissenschaftler haben nun herausgefunden, wie diese innere Uhr der Organe an ihre jeweiligen Aufgaben angepasst wird.<\/p>\n
Ein internationales Team unter Leitung der Ludwig-Maximilians-Universit\u00e4t M\u00fcnchen (LMU<\/a>) untersuchte daf\u00fcr die Uhrproteine CLOCK und BMAL1 in Leber, Niere und Lunge von M\u00e4usen. Dabei fanden die Forscher 1.510 Proteine, die mit dem zirkadianen Uhrwerk verbunden waren. Besonders auff\u00e4llig waren drei Partner: PROX1 in der Leber, HNF1B in der Niere und HOXA5 in der Lunge. Die Ergebnisse erschienen im Fachjournal Nature Cell Biology<\/a>.<\/p>\n Die innere Uhr der Organe bekommt eigene Helfer<\/p>\n CLOCK und BMAL1 geh\u00f6ren zum Grundger\u00fcst der biologischen Uhr. Sie binden an bestimmte Bereiche der DNA und beeinflussen dort, welche Gene zu welcher Tageszeit aktiv werden. So entstehen \u00fcber rund 24 Stunden wiederkehrende biologische Rhythmen.<\/p>\n Doch derselbe Grundmechanismus muss in einer Leberzelle andere Aufgaben steuern als in Niere oder Lunge. Deshalb analysierte das Team in 144 Untersuchungen, welche weiteren Proteine CLOCK und BMAL1 an verschiedenen Tageszeiten begleiten.<\/p>\n Zwei Drittel der Verbindungen unterscheiden sich<\/p>\n Rund zwei Drittel der gefundenen Proteinverbindungen waren gewebespezifisch. CLOCK und BMAL1 arbeiten in der Leber also zu gro\u00dfen Teilen mit anderen Partnern zusammen als in Niere oder Lunge.<\/p>\n Unterschiedliche Proteinmengen reichen als Erkl\u00e4rung nicht aus. Nur etwa 20 Prozent der organspezifischen Partner kamen im jeweiligen Gewebe auch vermehrt vor. Wichtiger scheint zu sein, welche Proteine tats\u00e4chlich mit dem Uhrwerk zusammentreffen.<\/p>\n \u201eMit diesem Ansatz konnten wir in Leber-, Nieren- und Lungengeweben von M\u00e4usen mehr als 1.500 Proteine direkt identifizieren, die \u00fcber verschiedene Organe und Tageszeiten hinweg mit dem Mechanismus der zirkadianen Uhr<\/a> assoziiert sind\u201c, erkl\u00e4rt LMU-Professorin Maria Robles<\/a>.<\/p>\n Drei Proteine \u00fcbersetzen denselben Takt anders<\/p>\n Unter diesen Proteinen untersuchte das Team PROX1, HNF1B und HOXA5 besonders genau. Alle drei sind Transkriptionsfaktoren und beeinflussen die Aktivit\u00e4t von Genen. PROX1 ist eng mit der Leber verbunden, HNF1B mit der Niere und HOXA5 mit der Lunge.<\/p>\n Die drei Proteine bilden keine zus\u00e4tzlichen inneren Uhren. Vielmehr helfen sie offenbar, den gemeinsamen Grundtakt an das jeweilige Organ anzupassen. Besonders eng f\u00e4llt die Zusammenarbeit mit BMAL1 aus: In der Leber fand sich PROX1 an 89 Prozent der BMAL1-Bindestellen. In der Niere lag HNF1B an rund 80 Prozent dieser Stellen.<\/p>\n Leber und Niere lesen dieselbe Uhr anders<\/p>\n An diesen Bereichen der DNA liegen Gene, die zu typischen Aufgaben der jeweiligen Organe geh\u00f6ren. In der Leber betraf das unter anderem den Fett- und Glukosestoffwechsel. In der Niere fanden sich Gene mit Bezug zu Entwicklung und Funktion des Organs.<\/p>\n Auch klassische Uhrgene wie Cry1, Nr1d1 und Dbp lagen in gemeinsam besetzten Bereichen. Die gewebespezifischen Partner wirken damit offenbar bis in das zirkadiane Uhrwerk selbst hinein.<\/p>\n Selbst im selben Organ wechseln die Partner<\/p>\n Hinzu kommt: Die molekulare Besetzung ver\u00e4ndert sich im Tagesverlauf. Besonders detailliert untersuchten die Experten diesen Wechsel in der Leber. Dort fanden sie w\u00e4hrend der analysierten aktiven Phase 756 Proteine, die mit CLOCK oder BMAL1 verbunden waren.<\/p>\n Davon tauchten 470 Proteine oder 62 Prozent nur zu einem einzigen untersuchten Zeitpunkt auf. Lediglich 286 lie\u00dfen sich zu mindestens zwei Zeitpunkten nachweisen. Die innere Uhr<\/a> arbeitet innerhalb eines Organs also nicht rund um die Uhr mit denselben Partnern.<\/p>\n Ein Grundtakt erzeugt verschiedene Tagesprogramme<\/p>\n Die Organe besitzen deshalb nicht einfach mehrere v\u00f6llig unabh\u00e4ngige Uhren. Treffender ist ein gemeinsamer molekularer Grundtakt, den jedes Gewebe unterschiedlich verarbeitet. CLOCK und BMAL1 liefern einen Teil dieses Zeitprogramms. Organspezifische Proteine bestimmen mit, welche Gene daraus aktiviert werden.<\/p>\n Robles beschreibt den Mechanismus so: \u201ePROX1, HNF1B und HOXA5 \u2013 Schl\u00fcsseltranskriptionsfaktoren, die an der Gewebeentwicklung und der Aufrechterhaltung der Zellidentit\u00e4t beteiligt sind \u2013 modulieren die zirkadiane Funktion gewebespezifisch.\u201c<\/p>\n Auch f\u00fcr die Medizin k\u00f6nnte die Tageszeit wichtig werden<\/p>\n Der Mechanismus k\u00f6nnte langfristig f\u00fcr die Chronomedizin interessant werden. St\u00f6rungen des zirkadianen Rhythmus werden unter anderem mit Stoffwechsel- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen<\/a> in Verbindung gebracht. Unterschiedliche Tagesprogramme k\u00f6nnten mit erkl\u00e4ren, warum einzelne Organe darauf verschieden reagieren.<\/p>\n Noch handelt es sich um Grundlagenforschung. Die Untersuchungen liefen \u00fcberwiegend an Mausgewebe und erg\u00e4nzend an Zellmodellen. Ob PROX1, HNF1B und HOXA5 beim Menschen dieselben Aufgaben in vergleichbarer St\u00e4rke \u00fcbernehmen, ist damit noch offen. Langfristig k\u00f6nnten solche Erkenntnisse jedoch helfen, Therapien st\u00e4rker darauf abzustimmen, welches Organ zu welcher Tageszeit besonders empf\u00e4nglich f\u00fcr einen Wirkstoff ist.<\/p>\n Kurz zusammengefasst:<\/p>\n Die innere Uhr der Organe folgt einem gemeinsamen Grundrhythmus, sorgt aber daf\u00fcr, dass Leber, Niere und Lunge zu verschiedenen Tageszeiten ihre jeweils eigenen Aufgaben erf\u00fcllen.<\/p>\n In Gewebe von M\u00e4usen fanden Wissenschaftler 1.510 Proteine, die mit dieser inneren Uhr zusammenarbeiten; rund zwei Drittel dieser Verbindungen unterschieden sich zwischen den Organen.<\/p>\n Drei Proteine fielen besonders auf: PROX1 in der Leber, HNF1B in der Niere und HOXA5 in der Lunge helfen offenbar dabei, den gemeinsamen Tagesrhythmus an die Aufgaben des jeweiligen Organs anzupassen.<\/p>\n \u00dcbrigens: Gerade bei der aktuellen Sommerhitze arbeitet der K\u00f6rper unter Extrembedingungen \u2013 trotzdem bleibt seine innere Uhr erstaunlich stabil und h\u00e4lt wichtige Abl\u00e4ufe weiter im Takt. Warum hohe Temperaturen unseren biologischen Rhythmus weniger durcheinanderbringen als gedacht, mehr dazu in unserem Artikel<\/a>.<\/p>\n Bild: \u00a9 Pexels<\/a><\/p>\n Tags: Biologische Uhr<\/a>,BMAL1<\/a>,Chronobiologie<\/a>,Chronomedizin<\/a>,CLOCK<\/a>,innere Uhr<\/a>,innere Uhr Organe<\/a>,Leber<\/a>,Lunge<\/a>,Nature Cell Biology<\/a>,Niere<\/a>,Smart Up News<\/a>,Zirkadianer Rhythmus<\/a> <\/p>\n 0% 0% 0% 0% 0% \t\tBeitragsnavigation<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Der K\u00f6rper kennt die Uhrzeit \u2013 auch ohne Blick aufs Handy. Nachts arbeitet die Leber anders als am…\n","protected":false},"author":2,"featured_media":244114,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":"","_share_on_mastodon":"0"},"categories":[17],"tags":[52840,52841,46,41448,52842,52843,67,66,14200,52844,1111,16778,52845,33705,45,26664,44,52846],"class_list":["post-244113","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","category-gesundheit","tag-biologische-uhr","tag-bmal1","tag-ch","tag-chronobiologie","tag-chronomedizin","tag-clock","tag-gesundheit","tag-health","tag-innere-uhr","tag-innere-uhr-organe","tag-leber","tag-lunge","tag-nature-cell-biology","tag-niere","tag-schweiz","tag-smart-up-news","tag-switzerland","tag-zirkadianer-rhythmus"],"share_on_mastodon":{"url":"https:\/\/pubeurope.com\/@ch_de\/117069853428828615","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ch-de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/244113","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ch-de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ch-de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ch-de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ch-de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=244113"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ch-de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/244113\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ch-de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/244114"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ch-de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=244113"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ch-de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=244113"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/ch-de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=244113"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
\n Love<\/p>\n
\n Funny<\/p>\n
\n Wow<\/p>\n
\n Sad<\/p>\n
\n Angry<\/p>\n