Pembalikan peran untuk fungsi neuron jaringan sirkadian tertentu – ScienceDaily

Pembalikan peran untuk fungsi neuron jaringan sirkadian tertentu – ScienceDaily


Sebuah studi yang baru diterbitkan di Biologi Saat Ini mengungkapkan temuan mengejutkan tentang fungsi neuron jaringan sirkadian yang mengalami perubahan struktural harian. Penelitian ini dapat mengarah pada pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana mengatasi gangguan ritme sirkadian pada manusia dan memfasilitasi pencegahan sejumlah masalah kesehatan terkait, termasuk peningkatan risiko kanker dan sindrom metabolik.

Jaringan sirkadian adalah kumpulan neuron yang berfungsi sebagai jam tubuh utama pada semua hewan, membantu mereka mengetahui kapan harus tidur dan kapan harus produktif. Para ilmuwan telah lama mempelajari jaringan sirkadian dari Drosophila melanogaster (lebih dikenal sebagai lalat buah) untuk mengetahui bagaimana jam tubuh manusia beroperasi. Baru-baru ini, para peneliti di Advanced Science Research Center di The Graduate Center, CUNY (CUNY ASRC) dan Barnard College memeriksa fungsi bagian kecil dari jam neuron penting di otak lalat. Beberapa segmen neuron di wilayah ini menjalani renovasi harian, menampilkan struktur bercabang tinggi di awal hari dan struktur yang lebih sederhana di awal malam. Para ilmuwan sebelumnya percaya bahwa segmen-segmen ini – disebut termini medial punggung – memiliki fungsi keluaran penting, mengirimkan sinyal yang memberi tahu otak lalat buah jam berapa sekarang. Tetapi tim peneliti menemukan bahwa mereka benar-benar melayani dalam kapasitas masukan, menerima isyarat dari lingkungan luar tentang waktu hari itu.

“Jaringan sirkadian membentuk waktu tidur dan aktivitas melalui dua mekanisme kunci: jam endogen, yang berjalan pada siklus yang sedikit lebih lama atau lebih pendek dari 24 jam hari matahari di Bumi; dan proses entrainment, yang menyesuaikan endogenous jam setiap hari untuk menjaganya tetap sinkron dengan hari matahari, “kata Orie Shafer, seorang profesor di CUNY ASRC Neuroscience Initiative dan rekan peneliti senior studi tersebut. “Selama bertahun-tahun, bidang telah mengasumsikan bahwa termini medial punggung akan diperlukan untuk jam endogen yang kuat. Tetapi ketika kami menguji prediksi ini pada lalat di mana pembentukan segmen ini dicegah, kami menemukan jam lalat baik-baik saja tetapi bahwa mereka mengalami kesulitan untuk menyinkronkannya dengan naik dan turunnya suhu lingkungan. “

Untuk penelitian mereka, para peneliti membiakkan lalat buah dengan segmen termini medial punggung yang belum berkembang yang sama sekali tidak memiliki struktur yang biasanya berubah sepanjang hari. Lalat kemudian diperiksa untuk melihat apakah manipulasi ini memiliki efek pada ketepatan waktu sirkadian. Hebatnya, lalat yang dimanipulasi menampilkan ritme sirkadian yang sepenuhnya normal dalam tidur dan aktivitas. Dengan hasil yang mengejutkan ini, para peneliti kemudian bertanya apakah hilangnya segmen termini medial punggung dapat mencegah sinkronisasi normal jam dengan perubahan harian isyarat lingkungan. Para peneliti mengamati bahwa lalat buah yang kekurangan termini punggung tidak dapat menyinkronkan ritme tidur / aktivitas mereka dengan siklus suhu harian. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa perubahan suhu berperan dalam mengatur ritme sirkadian. Temuan baru ini sangat menyarankan bahwa neuron termini medial punggung kemungkinan memasukkan (menerima) sinyal dari daerah otak yang melacak suhu lingkungan.

“Saya penasaran selama beberapa waktu untuk mengetahui apakah plastisitas struktural yang saya ciri dalam neuron jam sebagai bagian dari pekerjaan mahasiswa pascasarjana saya adalah mekanisme keluaran untuk jam agar terhubung dengan target hilir,” kata peneliti pertama dan pendamping studi tersebut. penulis Maria Fernández, asisten profesor di Departemen Ilmu Saraf dan Perilaku di Barnard College. “Kami terkejut melihat bahwa situs plastisitas ini tampaknya terlibat dalam jalur input, bukan output.”

Neuron yang diteliti dalam lalat buah memiliki fungsi ketepatan waktu yang sangat mirip dengan neuron pada mamalia, sehingga hasil para peneliti menunjukkan bahwa perubahan harian dalam struktur segmen saraf dapat membentuk sensitivitas neuron jaringan sirkadian terhadap isyarat dari lingkungan di semua hewan, termasuk manusia. Temuan ini penting untuk memahami bagaimana jam internal tubuh disetel ulang setiap hari. Proses ini, yang disebut “entrainment,” tampaknya ditantang oleh pencahayaan modern dan lingkungan sosial, yang berkontribusi pada daftar masalah kesehatan yang terus bertambah termasuk kanker dan obesitas.

Studi ini didukung oleh dana dari National Institutes of Health dan National Science Foundation.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Pusat Penelitian Sains Lanjutan, GC / CUNY. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Data SGP

Author Image
adminProzen