Steuerungselement der inneren Uhr entdeckt

Die einzelnen Zellen des menschlichen Körpers werden durch die Steuerung spezieller Gene einem 24-Stunden-Rhythmus angepasst. Durch das Tageslicht kann der Körper mit Hilfe verschiedener Proteinkinasen die Gene regulieren, die unter anderem für den Stoffwechsel, das Schlafbedürfnis sowie das Hungergefühl und die Körpertemperatur verantwortlich sind.

Forscher um Steve Kay untersuchten über 120.000 chemische Substanzen im Hinblick auf die Bedeutung für die innere Uhr. Sie versetzten die "Rhythmusgene" menschlicher Zellen mit dem Gen für das Enzym Luciferase. Dieses Enzym ist bei Glühwürmchen für das nächtliche Leuchten des Körpers verantwortlich und wird bereits seit Jahren in biochemischen Versuchen als Indikator für das "Anschalten" von Genen verwendet. Sobald eine der getesteten Substanzen die innere Uhr aktivierte, leuchteten die betroffenen Gene in den Zellen hell auf.

Eine der Substanzen zeigte eine besonders starke Aktivität. Die Forscher bezeichneten sie als "Longdaysin", denn der chemische Stoff ist in der Lage, dosisabhängig die biologische Uhr der Zellen um bis zu zehn Stunden zurückzustellen. Longdaysin beeinflusst dabei drei Proteinkinasen, die hauptsächlich an der Steuerung der inneren Uhr beteiligt sind. Die Wirkung von zwei der drei gefundenen Proteinkinasen war den Forschern der Californischen Universität bereits bekannt, die dritte Proteinkinase, CKIα, komplettiert nun den Ablauf der Regulation der inneren Uhr. Mit Tierexperimenten an Zebrafischen konnten die Studienautoren ihre Testergebnisse bestätigen und sehen erste Chancen auf eine mögliche Weiterentwicklung der Substanz für die Behandlung von Jetlag-Patienten.

Quelle: Kay, S. et al.: PLoS one, Online-Vorabpublikation, DOI: 10.1371/journal.pbio.10000559