موقعیت ژنهای سیرکارین در هسته تنظیم کننده ی ریتم شبانه روزی آنها است
28 اوت 2015- تحرک بین محیط های مختلف فیزیکی در هسته ی سلول نوسانات روزانه ی فعالیت ژنهایی که تحت کنترل ساعت بیولوژیکی داخلی هستند را تنظیم می کند.
نتایج این تحقیق در مجله ی Molecular Cellمنتشر شد. درنهایت یافته های این تحقیق ممکن است منجر به ابداع استراتژیهای درمانی جدید برای بیماریهای مرتبط با اختلال ریتم سیرکارین گردد.
ژنهایی که به ژنهای کنترل شده توسط ساعت یا ریتم سیرکارین معروف هستند بخشی ازساعت بیولوژیکی داخلی می باشند که به انسانها وسایر موجودات حساس به نور اجازه می دهد تا فعالیتهای روزانه ی خود را با چرخه ی نور وتاریکی شبانه روز تنظیم کنند.
مطالعه ی اخیر که توسط محققان انستیتوی Karolinskaدر سوئد انجام گردید، نشان می دهد که تغییرات روزانه درموقعیت فضایی ژنهای تحت کنترل ساعت بیولوژیک در داخل هسته، تنظیم کننده ی نوسانات فعالیت آنها در طی یک دوره ی زمانی 24 ساعته است.
مدیر این تحقیق دکترGondoاز دپارتمان میکروبیولوژیکی، تومور و بیولوژیکی سلولی انستیتو کارولینسکا می گوید: ما اصل جدیدی از تنظیم نسخه برداری ژنهای سیرکاردین را که مربوط به محل قرار گرفتن این ژنها در هسته است و بسیار غیر منتظره می باشد، کشف کردیم.
ماده ی ژنتیکی درون ساختاری بنام کروماتین در هسته ی سلول بسته بندی شده است. قبلا ثابت شده که توزیع 3 بعدی کروماتین در هسته از طرح خاصی تبعیت می کند. کروماتین باز شامل ژنهای فعال هستند که بخشهای مرکزی هسته را اشغال کرده اند در حالیکه کروماتین بسته شامل ژنهایی است که فعال نبوده و در قسمتهای پیرامون هسته قرار دارند- محیطی از هسته که غنی از فاکتورهایی است که ژنها را ساکت می کند و از نسخه برداری آنها جلوگیری می نماید.
محققان به بررسی تماس فیزیکی نواحی مختلف که دور از یکدیگر بروی فیبر خطی کروماتین قرار دارند یا در کروموزوم های مختلف قرار گرفته اند، پرداختند. با مطالعه ی چنین برخوردهایی در فضای 3 بعدی هسته، دانشمندان شبکه ای از ارتباطات را بین ژنهای کنترل شده توسط ساعت سیرکارین و حوزه هایی از ژنوم که از نظر ژنی فقیر هستند با کروماتین مجدداً تا خورده درنواحی پیرامونی هسته یافتند. آنها دو پروتئین را که ژنها را به رختخواب می برند و آنها را درنواحی پیرامونی هسته ی سلول هر روز خواب می کنند، کشف کردند: پروتئین اول poly(ADP-ribose) polymerase 1یا PARP1است که تنظیم کننده ی تعمیر DNAوبیان ژن است و پروتئین دوم یک فاکتور نسخه برداری بنام CTCFمی باشد.
محققان متوجه شدند که PARP1و CTCF روزانه ژنهای سیرکاردین را به ناحیه ی پیرامونی هسته می برند تا از نسخه برداری آنها بکاهند. سپس ژنهایی که در ناحیه ی پیرامونی به خواب فرو رفته اند آزاد شده و یک سیکل جدید شبانه روزی را مجدداً آغاز می کنند.
ساعت بیولوژیکی داخلی به تنظیم دمای بدن، متابولیسم وتنظیم غلظت چندین هورمون درمیان سایر اعمال دیگر می پردازد. اختلال در ریتم شبانه روزی با مستعد شدن به بیماریهای چند عاملی مانند دیابت با مزه ، سندرم متابولیک، اختلالات روانی و سرطان در ارتباط است. این دانش جدید می تواند منجر به ابداع استراتژیهای جدید درمانی برای اختلالات ریتم سیرکارین در بدن شود.