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EUCLOCK: Der inneren Uhr auf den Zeiger geschaut

08.06.2011
Das Leben auf der Erde verläuft in Einklang mit einer sich regelmäßig verändernden Umwelt. Im EU-geförderten EUCLOCK-Netzwerk haben in den letzten fünf Jahren rund 150 Chronobiologen aus zwölf Ländern zusammengearbeitet, um die Synchronisation der sogenannten „inneren Uhren“ mit dem 24 Stunden dauernden Tag-Nacht-Zyklus zu entschlüsseln.

Am 8. und 9. Juni 2011 werden die wichtigsten Forschungsergebnisse auf dem Abschlusssymposium von EUCLOCK in Berlin präsentiert. Sie betreffen unter anderem die Anpassung der inneren Uhr auf unterschiedlichen Stufen der biologischen Organisation – etwa in Menschen, Mäusen und Fruchtfliegen.

Ein anderer Schwerpunkt von EUCLOCK waren die Auswirkungen von Schichtarbeit und anderen Tätigkeiten, die zu einem Missverhältnis zwischen biologischer und sozialer Zeit führen, was bei den Betroffenen unter anderem Schlafstörungen, Depressionen und sogar Krebs auslösen kann.

„Die innere Uhr ist für Biologen so spannend, weil sie in der Evolution sehr früh entstanden und auch sehr weit verbreitet ist“, sagt der LMU-Chronologe Professor Till Roenneberg, der Koordinator von EUCLOCK. „Darüber hinaus spielt sie aber auch im täglichen Leben eines jeden Einzelnen eine große Rolle. Es ist die genetische Grundlage der inneren Uhr, die Individuen zu unterschiedlichen Chronotypen macht.“ Die „Lerchen“ unter den Chronotypen gehen früh schlafen und erwachen auch früh, während die „Eulen“ nachts lange aktiv sein können, aber morgens dafür mehr Schlaf brauchen. Diese individuelle Anlage aber wird etwa durch Reisen in andere Zeitzonen und auch durch Schichtarbeit gestört, was zu ernsthaften Gesundheitsproblemen führen kann. Ebenfalls problematisch für die innere Uhr ist, dass sich Menschen in industrialisierten Ländern häufig nur noch schwachen Zeitgebern aussetzen, also Signalen, die die innere Uhr mit der äußeren Umwelt synchronisieren. Das Sonnenlicht ist der wichtigste Zeitgeber und kann nicht etwa durch elektrische Beleuchtung ersetzt werden.

Das übergeordnete Ziel von EUCLOCK war, die Mechanismen der Synchronisation von innerer Uhr mit dem Tag-Nacht-Rhythmus der Umwelt zu entschlüsseln. Einige der beteiligten Forscher entwickelten neue Methoden, um die Anpassung der inneren Uhr unter realen Bedingungen zu messen – auch im Menschen. Im Einsatz lieferten diese Verfahren – darunter auch Tests für den Hausgebrauch – Daten, die in ein neuartiges Modell einflossen: Es erlaubt, Schichtarbeitszeiten zu errechnen, die an den jeweiligen Chronotyp angepasst sind und somit gesundheitlich unbedenklich sein sollten. Wie wichtig dies sein kann, zeigten auch Versuche an Fliegen, die unter rotierenden Schichtbedingungen gehalten wurden – und dies unter anderem mit einer verkürzten Lebenszeit bezahlten. Ebenfalls relevant für den Menschen könnte der Befund aus Mäusen sein, dass die zentrale Uhr im Gehirn der Tiere Signale aus der Umwelt an – bis dahin unbekannte – Oszillatoren im Körper weitergibt, die sich wiederum sehr flexibel an den Stoffwechsel anpassen können.

Ausgangspunkt eines weiteren Forschungsschwerpunktes von EUCLOCK war, dass bei Weitem noch nicht alle genetischen und molekularen Grundlagen der inneren Uhr bekannt sind. Im Zuge mehrerer Projekte konnten aber neue Uhrengene in Mäusen, der Fruchtfliege und auch in menschlichen Zellen nachgewiesen werden. Das Augenmerk der Chronobiologen galt aber auch den der inneren Uhr zugrunde liegenden Prinzipien: „Wir haben im Laufe der Zeit so einige alte Dogmata über Bord geworfen“, sagt Roenneberg. „Ein Höhepunkt der gemeinsamen Arbeit war sicher, dass wir letztes Jahr eine neue Hypothese zu den molekularen Mechanismen der inneren Uhr im Körper veröffentlichen konnten.“ Das Projekt EUCLOCK geht nun zu Ende, die internationale Zusammenarbeit aber wird weitergeführt werden – unter anderem im Rahmen von EUCLIS. Dieses Informationssystem (www.bioinfo.mpg.de/euclis) wurde von Forschern der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München in Zusammenarbeit mit philippinischen Wissenschaftlern entwickelt. Es bietet jetzt bereits chronobiologisches Material, darunter nun erstmals in digitaler Form veröffentlichte Publikationen, aber auch eine Zeitleiste der wichtigsten Ereignisse und Persönlichkeiten in diesem wichtigen Forschungsgebiet, und wird auch in Zukunft noch erweitert werden. (suwe)

Ansprechpartner:
Prof. Dr. Till Roenneberg
Zentrum für Chronobiologie, Institut für Medizinische Psychologie der LMU
Tel.: 089 / 2180 – 75608
E-Mail: roenneberg@lmu.de

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://www.lmu.de

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