Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Heart and liver have rhythm

22.04.2002


The heart beats its own drum.
© SPL


Organ clocks orchestrate physiology.

Your body may feel in tune but your organs are doing their own thing. Our hearts and livers follow their own daily routines, say Boston researchers.

The brain carries a central circadian clock whose activity has a 24-hour cycle. Like town clocks set by the Greenwich tones, the body’s organs run secondary timekeepers. These coordinate regular activities such as metabolism, digestion and blood pressure.



The chiming of each organ clock triggers different waves of gene activity, Charles Weitz and his team now show1. In liver and heart, different sets of genes cycle in a 24-hour phase, they found, with peaks and troughs at different times.

"It shows that different tissues have to be cycling for different reasons," says Ueli Schibler of the University of Geneva in Switzerland. This allows organs to reset their activities according to their own priorities. "It makes a lot of sense," Schibler says.

"Feeding time appears to be the strongest synchronizer," he says. Shifting a mouse’s mealtimes from night to day resets the activity cycles of genes in peripheral organs, he has found; the brain’s clock is unaffected. This allows the appropriate organs to gear up for food processing in anticipation of meals, similar to how a night-shift worker might readjust.

Alcohol, for example, is detoxified most efficiently between 5 and 6 in the evening - in time for the first gin and tonic. "A lot of people are beginning to recognize that the timing of taking drugs is critically important," says Michael Menaker, who studies circadian rhythms at the University of Virginia in Charlottesville. Studies such as Weitz’s will fuel this emerging field of ’chronopharmacology’, he predicts.

Clock watching

Weitz, of Harvard Medical School, and his team compared more than 12,000 genes active in liver and heart over two days while mice were exposed to constant light. Between 8 and 10% of genes in each tissue varied their activity following the 24-hour cycle, they found - a measure of the large influence of time on the body.

But few of the genes cycling in the heart were also cycling in the liver. And although heart genes tend to peak synchronously, liver genes peak through morning, noon and night.

Weitz took a crude look at what these genes do. He found that, despite their dissimilarity, they span a similar range of functions in each tissue, including cell communication, metabolism and transport.

The central clock, meanwhile, keeps the other clocks ticking in time. "They’re marching to a drum beaten by the brain," says Weitz, "but peripheral clocks can step out and do their own thing."

How the central clock sends signals to its followers remains unknown - but this study may identify some candidates, says Menaker.

References

  1. Storch, K-F. Extensive and divergenet circadian gene expression in liver and heart. Nature, advanced online publication, doi:10.1038/nature744 (2002).

HELEN PEARSON | © Nature News Service

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein
02.12.2016 | Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald

nachricht Epstein-Barr-Virus: von harmlos bis folgenschwer
30.11.2016 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie