Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Innere Uhr macht fit: Gerät der interne Taktgeber durcheinander, büßen Mäuse an biol. Fitness ein

30.12.2015

Alle Lebewesen haben eine innere Uhr, die Schlaf- und Wachphasen steuert und sich dabei vor allem an Tag und Nacht orientiert. Solche internen Taktgeber sind Voraussetzung für eine Abstimmung der Lebensabläufe mit der Umwelt. Mäuse, deren innerer Rhythmus durch eine Genmutation verändert ist, haben weniger Nachkommen und eine geringere Lebenserwartung als ihre Artgenossen, die einem 24-Stunden-Tag folgen. Dies fand ein Team von Wissenschaftlern mit Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Ornithologie und der Princeton Universität heraus. Die Forscher belegen damit, dass ein Abweichen der inneren Uhr vom natürlichen Rhythmus einen direkten Einfluss auf die biologische Fitness hat.

Die tagesrhythmische oder zirkadiane Uhr entwickelte sich, um tägliche Ereignisse vorauszusehen. Das Sonnenlicht bringt den inneren Zeitmesser mit dem 24-Stunden Rhythmus einer Erdumdrehung in Einklang. Eine grundlegende Frage ist jedoch, ob die Gangart dieser inneren Uhr die Lebensdauer und die Fortpflanzung von Lebewesen beeinflusst.


Mäusehaltung im Freiland

Kamiel Spoelstra


Über ein Jahr lang verfolgten die Wissenschaftler die Entwicklung von sechs Mäusegruppen in einem Freigehege.

Kamiel Spoelstra

Genmutationen können die innere Uhr so stark stören, dass sie nicht mehr mit dem Tag-/Nacht-Zyklus synchronisiert werden kann. Auch bei Mäusen gibt es eine solche Mutation namens tau, die eine Veränderung des Tagesrhythmus bewirkt: Bei diesen Mäusen ist der Tag ungefähr um zwei Stunden kürzer.

Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Ornithologie in Seewiesen und Radolfzell haben nun zusammen mit Kollegen aus den USA, Großbritannien und den Niederlanden die biologische Fitness von Mäusen mit abweichenden zirkadianen Rhythmen untersucht.

Die Tiere wurden für über ein Jahr in einer großen Außenanlage gehalten, wo sie auch ihren natürlichen Raubfeinden ausgesetzt waren. Die Wissenschaftler teilten die insgesamt 238 Mäuse in sechs identisch zusammengesetzte Gruppen auf.

Jede der Gruppen bestand aus den gleichen Anteilen von Mäusen ohne Mutation, Mäusen mit einer Kopie der Mutation und Mäusen mit zwei Kopien der Mutation. Jede Maus bekam einen Transponder unter die Haut implantiert, mit dessen Hilfe die Zeiten ihres Besuchs der Futterstation aufgezeichnet wurden. So konnte der tägliche Aktivitätsrhythmus der Tiere gut ermittelt werden.

Mäuse mit der Mutation zeigten veränderte Aktivitätsrhythmen. Mäuse ohne die Mutation lebten länger und zeugten mehr Nachkommen als Mäuse, deren Rhythmus durch die Mutation verändert war. Als Folge dieses Effekts verringerte sich die Häufigkeit des Gendefekts im Laufe eines Jahres um mehr als die Hälfte: Hatten am Anfang der Studie noch 50 Prozent der Individuen die Mutation, waren es am Ende des Experiments nach 14 Monaten nur mehr 20 Prozent.

Für die Wissenschaftler deutet dies darauf hin, dass sich Träger der tau-Mutation in einer natürlichen Umwelt nicht durchsetzen können und ausselektiert werden. “Unsere Ergebnisse zeigen erstmals die grundlegende Bedeutung der zirkadianen Uhr für die Fitness von Individuen“, fasst Michaela Hau, Leiterin der Studie zusammen. (SL/HR)

Kontakt:
Prof. Dr. Michaela Hau
Max-Planck-Institut für Ornithologie
Abteilung Evolutionäre Physiologie
Tel. +49 (0) 8157 932-273
E-Mail: mhau@orn.mpg.de

Dr. Kamiel Spoelstra
Netherlands Institute for Ecology, Wageningen
Department of Animal Ecology
Tel. +31 (0)317 473 453
E-Mail: K.Spoelstra@nioo.knaw.nl

Weitere Informationen:

http://www.pnas.org/content/early/2015/12/28/1516442113.full.pdf
http://www.mpg.de/9814533/innere-uhr-fitness

Dr. Sabine Spehn | Max-Planck-Institut für Ornithologie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Akute Myeloische Leukämie: Ulmer erforschen bisher unbekannten Mechanismus der Blutkrebsentstehung
26.04.2017 | Universität Ulm

nachricht Zusammenhang zwischen Immunsystem, Hirnstruktur und Gedächtnis entdeckt
26.04.2017 | Universität Basel

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: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

200 Weltneuheiten beim Innovationstag Mittelstand in Berlin

26.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Akute Myeloische Leukämie: Ulmer erforschen bisher unbekannten Mechanismus der Blutkrebsentstehung

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Naturkatastrophen kosten Winzer jährlich Milliarden

26.04.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Zusammenhang zwischen Immunsystem, Hirnstruktur und Gedächtnis entdeckt

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie