Biologische Uhren ticken synchron

13. August 2019 10:24

Lausanne - Forscher der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne haben herausgefunden, dass die biologischen Uhren in einem lebendigen Organismus miteinander gekoppelt sind. Diese bahnbrechende Forschung kann zu einem neuen Verständnis lebender Systeme führen.

Wissenschaftler der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) haben nachgewiesen, dass sich Biorhythmus und Zellzyklus beim Menschen gegenseitig synchronisieren. Die Relevanz dieser Forschung liege angesichts von Schlafstörungen, Krebserkrankungen und Alterungsprozessen auf der Hand. Die EPFL spricht in einer Mitteilung von einer „bahnbrechenden Forschung“.

Die beiden wichtigsten dieser Zyklen sind der Biorhythmus, der Schlaf- und Wachphasen reguliert, und der Zellzyklus. Er ist für das Wachstum, das Leben und Absterben jeder Körperzelle verantwortlich. Es stellte sich heraus, dass der Zellzyklus vieler Systeme eine ähnliche Zeitskala wie der Tag-Nacht-Rhythmus (zirkadiane Uhr) aufweist.

Wissenschaftler aus dem Labor von Felix Naef haben ausserdem herausgefunden, dass die zirkadianen und zellulären Uhren bei verschiedenen Spezies tatsächlich synchronisiert sind, auch beim Menschen. Dafür entwickelten sie mit einer „Small Data“-Methode aus Zeitrafferfilmen tausender Einzelzellen von Mäusen und Menschen ein mathematisches Modell. Mittels dieses Modells können sie Phasenverschiebungen messen und vorhersagen. Dies deute auf einen „grundlegenden biologischen Mechanismus dahinter“: „Es kann erklären, warum verschieden Körpergewebe ihre Uhren auf leicht unterschiedliche Zeiten einstellen, ein bisschen so wie bei Weltzeituhren in einem Flughafen“, wird Naef zitiert.

Die Studie wurde in Fachzeitschriften veröffentlicht. „Nature's News & Views“ bezeichnete sie als ein neues Kapitel in der Geschichte, „wie nichtlineare Koppelmechanismen von grundlegender Bedeutung für unser Verständnis von lebenden Systemen sein können“. mm

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