Kemacetan lalu lintas sitoplasma mengganggu siklus tidur-bangun – ScienceDaily

Kemacetan lalu lintas sitoplasma mengganggu siklus tidur-bangun – ScienceDaily

[ad_1]

Ahli matematika KAIST dan kolaboratornya di Florida State University telah mengidentifikasi prinsip bagaimana penuaan dan penyakit seperti demensia dan obesitas menyebabkan gangguan tidur. Kombinasi pemodelan matematika dan eksperimen menunjukkan bahwa kemacetan sitoplasma yang disebabkan oleh penuaan, demensia, dan / atau obesitas mengganggu ritme sirkadian dalam tubuh manusia dan menyebabkan siklus tidur-bangun yang tidak teratur. Temuan ini menyarankan strategi pengobatan baru untuk mengatasi siklus tidur-bangun yang tidak stabil.

Tubuh manusia menyesuaikan jadwal tidur sesuai dengan ‘ritme sirkadian’, yang diatur oleh sistem pengatur waktu kita, ‘jam sirkadian’. Jam ini memberi tahu tubuh kita kapan harus istirahat dengan menghasilkan ritme 24 jam dari protein yang disebut PERIOD (PER).

Jumlah protein PER meningkat selama setengah hari dan kemudian menurun untuk setengah hari lainnya. Prinsipnya adalah bahwa protein PER yang terakumulasi dalam sitoplasma selama beberapa jam memasuki inti sel sekaligus, menghalangi transkripsi gen PER dan dengan demikian mengurangi jumlah PER.

Namun, masih menjadi misteri bagaimana ribuan molekul PER dapat secara bersamaan masuk ke dalam nukleus dalam lingkungan sel yang kompleks tempat berbagai bahan hidup berdampingan dan dapat mengganggu gerakan PER. Ini seperti menemukan cara bagi ribuan karyawan dari seluruh New York City untuk memasuki gedung perkantoran pada waktu yang sama setiap hari.

Sekelompok peneliti yang dipimpin oleh Profesor Jae Kyoung Kim dari KAIST Departemen Ilmu Matematika memecahkan misteri tersebut dengan mengembangkan model spatiotemporal dan probabilistik yang menggambarkan gerakan molekul PER dalam lingkungan sel.

Studi ini dilakukan bekerja sama dengan kelompok Profesor Choogon Lee dari Florida State University, tempat eksperimen dilakukan, dan hasilnya dipublikasikan di Prosiding National Academy of Sciences (PNAS) bulan lalu.

Model stokastik spasial tim peneliti gabungan menggambarkan gerakan molekul PER dalam sel dan menunjukkan bahwa molekul PER harus terkondensasi secara memadai di sekitar inti sel untuk difosforilasi secara bersamaan dan masuk ke inti bersama. Berkat sakelar sinkronisasi fosforilasi ini, ribuan molekul PER dapat memasuki inti pada waktu yang sama setiap hari dan mempertahankan ritme sirkadian yang stabil.

Namun, ketika penuaan dan / atau penyakit termasuk demensia dan obesitas menyebabkan sitoplasma menjadi tersumbat dengan peningkatan hambatan sitoplasma seperti agregat protein dan vakuola lemak, hal itu menghalangi kondensasi molekul PER tepat waktu di sekitar inti sel. Akibatnya, sakelar sinkronisasi fosforilasi tidak berfungsi dan protein PER masuk ke dalam nukleus pada waktu yang tidak teratur, membuat ritme sirkadian dan siklus tidur-bangun tidak stabil, ungkap penelitian tersebut.

Profesor Kim berkata, “Sebagai seorang matematikawan, saya bersemangat untuk membantu memajukan strategi pengobatan baru yang dapat meningkatkan kehidupan begitu banyak pasien yang menderita siklus tidur-bangun yang tidak teratur. Mengambil temuan ini sebagai sebuah kesempatan, saya berharap untuk melihat pertukaran ide yang lebih aktif dan kolaborasi antara ilmu matematika dan biologi. “

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Institut Sains dan Teknologi Lanjutan Korea (KAIST). Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Lagu Togel

Author Image
adminProzen