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Wissenschaftler haben ein Protein entdeckt, das die biologische Uhr reguliert
Zuletzt überprüft: 30.06.2025
Ein Protein namens QUASIMODO teilt der inneren biologischen Uhr die aktuelle Tageszeit mit.
Es ist bekannt, dass jeder lebende Organismus eine eingebaute biologische Uhr besitzt, die seine Biochemie, Physiologie und sein Verhalten mit der Tageszeit koordiniert. Es ist intuitiv klar, dass diese Uhr irgendwie mit der Länge der Tageslichtstunden synchronisiert sein muss, d. h. auf Informationen angewiesen sein muss, die von visuellen Rezeptoren wahrgenommen werden. Wissenschaftlern des Queen Mary College der Universität London ist es gelungen, ein Protein zu finden, das unserer inneren Uhr anzeigt, ob es draußen Tag oder tiefe Nacht ist.
Professor Ralph Staniewski und sein Team erforschten jahrelang die Regulation des circadianen Rhythmus; die Fruchtfliege Drosophila diente den Forschern als Modellobjekt. Zuvor hatten Wissenschaftler ein spezielles Photorezeptorprotein, Cryptochrom, entdeckt, das ausschließlich mit Neuronen des biologischen Uhrensystems interagiert. Durch die Analyse der Funktionsweise des Cryptochrom-Rezeptors kamen die Autoren zu dem Schluss, dass es einen weiteren Mechanismus geben muss, der unsere inneren Uhren mit der Echtzeit vergleicht. Forschungen in dieser Richtung führten zur Entdeckung eines Proteins namens QUASIMODO (QSM).
Es stellte sich heraus, dass die Synthese dieses Proteins als Reaktion auf Licht signifikant zunimmt. Es stellte sich heraus, dass QUASIMODO mit einem anderen Protein des zirkadianen Systems – TIMELESS (TIM) – mit negativer Rückkopplung verbunden war: Ein Anstieg des Gehalts des ersten Proteins verringerte die Konzentration des zweiten.
Der in der Fachzeitschrift Current Biology veröffentlichte Bericht zeigt, dass die Schwingungen des Proteins TIMELESS die Tageszeit widerspiegeln. Dieses Protein signalisiert Fruchtfliegen, wann es Zeit zum Schlafen oder umgekehrt „für einen aktiven Lebensstil“ ist. Der Schalter für TIMELESS selbst ist jedoch QUASIMODO, das auf Licht reagiert und somit als „Zeitstandard“ dient: Mit seiner Hilfe unterscheidet das Insektengehirn Tag von Nacht.
Während normale Fruchtfliegen unter konstanter Beleuchtung in eine „zirkadiane Arrhythmie“ verfielen, wurde ihre Aktivität durch QUASIMODO aufrechterhalten; Fruchtfliegen mit ausgeschaltetem QSM-Gen zeigten Zyklizität in der Synthese des TIMELESS-Proteins und entsprechendes Verhalten. Den Forschern zufolge könnte ein solches duales System der circadianen Rhythmusregulation mit Cryptochrom und QUASIMODO nicht nur bei Insekten, sondern auch beim Menschen existieren. Wenn ja, dann ist es QUASIMODO, das uns hilft, uns beim Reisen zwischen Zeitzonen an einen neuen circadianen Rhythmus anzupassen.
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