Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Chronobiologie: Nicht alles dreht sich um die Sonne

27.09.2013
Forschungsplattform "Marine Rhythms of Life" beleuchtet das Zusammenspiel innerer Uhren: Lange Zeit widmete sich die molekulare Chronobiologie hauptsächlich den circadianen – 24 Stunden dauernden – Rhythmen, die den Tag-Nacht-Rhythmus beschreiben und deren "Zeitgeber" die Sonne ist.

Der Zeitgeber ist ein äußerer Einfluss, der auf die "innere Uhr" eines Lebewesens wirkt und veranlasst, dass die inneren Rhythmen mit der Umwelt synchronisiert werden. Im Meer stellen Tiere ihre innere Uhr jedoch auch nach dem Mond. Dazu publizieren Kristin Tessmar-Raible und ihr Team an den Max F. Perutz Laboratories (MFPL) der Universität Wien und der Medizinischen Universität Wien im Journal "Cell Reports".


Der marine Wurm "Platynereis dumerilii" (oben: reifes Weibchen, unten: Männchen), dessen 24-Stunden-Uhr und Monduhr nun erstmals beschrieben wurden. (Copyright: Juliane Zantke)

Richtiges Timing garantiert Nachkommen

Zwar wurde schon in der Antike beobachtet, dass sich Meerestiere für die Fortpflanzung nach den Mondphasen richten, auf molekularer Ebene sind diese sogenannten circalunaren Rhythmen und der zugrunde liegende endogene Mechanismus – die "Monduhr" – bisher allerdings fast gänzlich unerforscht. Völlig unbekannt war insbesondere, wie diese mit der 24-Stunden (circadianen) Uhr zusammenspielen. Am Beispiel des marinen Wurms Platynereis dumerilii beschreiben Kristin Tessmar-Raible, Leiterin der Forschungsplattform "Marine Rhythms of Life" der Universität Wien, und ihr Team nun erstmals sowohl seine 24-Stunden-Uhr als auch seine Monduhr, und wie diese beiden Uhren miteinander interagieren.

Die etwa drei Zentimeter großen Würmer, die am Meeresboden leben, reifen und schwimmen in Abhängigkeit vom Mond- und Sonnenzyklus an die Wasseroberfläche. Dort vollführen sie einen Paarungstanz und geben zeitgleich ihre Spermien und Eier in das Wasser ab. Dieses Phänomen der synchronisierten Fortpflanzung findet man bei vielen Meereslebewesen mit äußerer Befruchtung, etwa bei den Korallen des Great Barrier Reefs oder den Krabben der Weihnachtsinsel.

Mehr als nur eine Uhr

Eine bisher ungeklärte Schlüsselfrage war, ob ein Organismus von einer oder von mehreren inneren Uhren gesteuert wird. Das Team um Kristin Tessmar-Raible konnte nun erstmals nachweisen, dass mindestens zwei Uhren, die circadiane und die circalunare Uhr, daran beteiligt sind. Diese Uhren beeinflussen sich sowohl auf Genregulationsebene als auch bei der Verhaltenssteuerung. Letzteres konnte auch mithilfe des technischen Setups von Andrew Straw vom Institut für Molekulare Pathologie (IMP) geklärt werden.

Wie Monduhr und 24-Stunden-Uhr interagieren

Die Ergebnisse weisen einerseits darauf hin, dass die Monduhr unabhängig von der 24-Stunden-Uhr ist, genauer gesagt vom Oszillieren der Clock-Gene. Andererseits scheint die 24-Stunden-Uhr sehr wohl von der Monduhr beeinflusst zu sein: Der Wurm ist eigentlich nachtaktiv, aber er "tagwandelt" während jener Phase des Monats, in der Vollmond wäre.

"Die richtig spannende Frage ist jetzt, ob solche mehrfachen Uhren auch in anderen Tieren und dem Menschen vorhanden sind. Erste Hinweise, dass der Mondzyklus zumindest den menschlichen Schlafzyklus beeinflusst, gibt es bereits", erklärt Juliane Zantke, Erstautorin der Studie und Doktorandin bei Kristin Tessmar-Raible, und bezieht sich auf folgende Publikation: Curr Biol. 2013 Aug 5;23(15):1485-8. DOI: 10.1016/j.cub.2013.06.029.

Auf diesen Erkenntnissen basierend können nun weitere Fragestellungen beantwortet werden, etwa welche einzelnen Gene und Zelltypen bei der Monduhr involviert sind und worum es sich eigentlich bei dem Mondlichtrezeptor handelt. Daran forschen Kristin Tessmar-Raible und ihr Team bereits parallel.

Publikation in Cell Reports:
Circadian and Circalunar Clock Interactions in a Marine Annelid. Juliane Zantke, Tomoko Ishikawa-Fujiwara, Enrique Arboleda, Claudia Lohs, Katharina Schipany, Natalia Hallay, Andrew D. Straw, Takeshi Todo, and Kristin Tessmar-Raible. September 26, 2013.

DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2013.08.031

Wissenschaftlicher Kontakt:
Dr. Kristin Tessmar-Raible
Max F. Perutz Laboratories (MFPL) und
Forschungsplattform Marine Rhythms of Life
Universität Wien
T +43-1-4277-746 35
kristin.tessmar@mfpl.ac.at
Rückfragehinweis
Dr. Lilly Sommer
Max F. Perutz Laboratories
Communications
T +43-1-4277-24014
lilly.sommer@mfpl.ac.at

Veronika Schallhart | Universität Wien
Weitere Informationen:
http://www.mfpl.ac.at

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pflanzen gegen Staunässe schützen
17.10.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Erweiterung des Lichtwegs macht winzige Strukturen in Körperzellen sichtbar
17.10.2017 | Georg-August-Universität Göttingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

17.10.2017 | Informationstechnologie

Pflanzen gegen Staunässe schützen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Trends der Umweltbranche auf der Spur

17.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz