Wie unsere innere Uhr trotz Temperaturschwankungen im Takt bleibt

LONDON (IT BOLTWISE) – Die innere Uhr des Menschen ist ein faszinierendes Phänomen, das trotz äußerer Einflüsse wie Temperaturschwankungen erstaunlich präzise bleibt. Forscher am RIKEN Center in Japan haben nun herausgefunden, wie diese biologische Uhr ihre 24-Stunden-Rhythmik beibehält, selbst wenn die Temperaturen steigen oder fallen.

Die innere Uhr des Menschen ist ein faszinierendes Phänomen, das trotz äußerer Einflüsse wie Temperaturschwankungen erstaunlich präzise bleibt. Forscher am RIKEN Center in Japan haben nun herausgefunden, wie diese biologische Uhr ihre 24-Stunden-Rhythmik beibehält, selbst wenn die Temperaturen steigen oder fallen. Mithilfe von physikbasierten Modellen entdeckten sie, dass bei höheren Temperaturen die Genaktivitätsrhythmen verzerrt werden, um die Zyklusdauer konstant zu halten.

Diese Verzerrung der Wellenform, wie sie genannt wird, beeinflusst auch, wie gut unsere innere Uhr mit den Licht-Dunkel-Zyklen synchronisiert bleibt. Dies ist entscheidend, um unseren Schlaf-Wach-Rhythmus im Einklang mit Tag und Nacht zu halten. Die Erkenntnisse könnten helfen, Schlafstörungen, Jetlag und altersbedingte Veränderungen unserer inneren Uhren besser zu verstehen.

Die Forscher um Gen Kurosawa nutzten die Renormierungsgruppenmethode, um die langsamen dynamischen Veränderungen in den mRNA-Rhythmen zu extrahieren. Ihre Analyse zeigte, dass bei höheren Temperaturen die mRNA-Spiegel schneller ansteigen und langsamer abfallen, wobei die Dauer eines Zyklus konstant bleibt. Diese theoretischen Vorhersagen wurden durch Experimente an Fruchtfliegen und Mäusen bestätigt.

Interessanterweise fanden die Wissenschaftler heraus, dass die Verzerrung der Wellenform auch die Stabilität der Synchronisation mit Umweltreizen wie Licht und Dunkelheit beeinflusst. Bei stärkerer Verzerrung wird die biologische Uhr stabiler und weniger anfällig für unregelmäßige Licht-Dunkel-Zyklen, was in unserer modernen Welt von großer Bedeutung ist.

Gen Kurosawa betont, dass die Verzerrung der Wellenform ein wesentlicher Bestandteil dafür ist, wie biologische Uhren trotz Temperaturänderungen genau und synchron bleiben. Zukünftige Forschungen könnten sich darauf konzentrieren, die genauen molekularen Mechanismen zu identifizieren, die den Abfall der mRNA-Spiegel verlangsamen und zur Verzerrung führen.

Langfristig könnte der Grad der Wellenformverzerrung in Uhrengenen als Biomarker dienen, um Schlafstörungen, Jetlag und die Auswirkungen des Alterns auf unsere inneren Uhren besser zu verstehen. Diese Erkenntnisse könnten auch universelle Muster in der Funktionsweise von Rhythmen aufzeigen, die über die Biologie hinausgehen.

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