Circadiaanse ritmes bepalen wanneer mensen zich wakker of slaperig voelen en hangen samen met de suprachiasmatische kern (SCN), de centrale pacemaker in de hersenen. Onderzoekers van Washington University in St. Louis ontwikkelden een nieuw computationeel hulpmiddel, genoemd MITE (Mutual Information and Transfer Entropy), om te onderzoeken hoe SCN-cellen met elkaar communiceren. Het werk verscheen in de Proceedings of the National Academy of Sciences en werd geleid door Erik Herzog en KL Nikhil.
Met wekenlange opnamen van genexpressie en cellulaire resolutie reconstrueerde het team meer dan 25 miljoen verbindingen tussen meer dan 8.000 cellen in 17 muizen, met een nauwkeurigheid van meer dan 95%. Zij ontdekten dat hoewel de muis-SCN ongeveer 20.000 neuronen bevat, slechts een kleine subset van sterk verbonden hub-cellen essentieel is voor synchronisatie. Het team identificeerde vijf functionele celtypes, waaronder hub-, bridge- en sink-cellen.
Simulaties waarin alleen hub-neuronen werden verwijderd, lieten de synchronisatie instorten. Dit ondersteunt het idee dat hub-cellen cruciaal zijn voor tijdregistratie. Vervolgonderzoek moet uitwijzen of gerichte interventies de SCN-timing kunnen bijsturen en zo mogelijk voordeel bieden voor ploegendienstwerkers en mensen met seizoensgebonden stoornis.
Moeilijke woorden
- circadiaans ritme — lichamelijke klok voor slaap en waakCircadiaanse ritmes
- suprachiasmatische kern — gedeelte in de hersenen dat ritme bestuurt
- genexpressie — actief worden van genen in cellen
- reconstrueren — iets opnieuw samenstellen uit gegevensreconstrueerde
- hub-cel — cel met veel sterke verbindingenhub-cellen
- synchronisatie — gelijktijdig werken of tegelijk optreden
- simulatie — computerexperiment dat echt gedrag nadoetSimulaties
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Wat vind je van het idee dat een kleine groep hub-cellen de tijdregistratie regelt? Leg kort uit.
- Zou je gerichte interventies in de SCN overwegen voor ploegendienst? Waarom wel of niet?
- Hoe zou een hulpmiddel zoals MITE nuttig kunnen zijn voor ander wetenschappelijk onderzoek?
Gerelateerde artikelen
Hoe UV-licht de chemie van ijs verandert
Wetenschappers bestudeerden met kwantummechanische simulaties hoe ultraviolette (UV) straling de chemie van ijs beïnvloedt. De resultaten verklaren oude waarnemingen en kunnen helpen bij voorspellingen over gasuitstoot uit ontdooiende permafrost.
Cycloon Ditwah veroorzaakt zware verwoesting in Sri Lanka
Cycloon Ditwah trof Sri Lanka vorige maand en veroorzaakte grote overstromingen, aardverschuivingen en vele doden. Experts zeggen dat waarschuwingen en ruimtelijke richtlijnen niet werden opgevolgd en roepen op tot wetenschappelijke, betere planning bij het herbouwen.
Connie Nshemereirwe over wetenschap en onderwijs in Afrika
Connie Nshemereirwe verbindt wetenschap en beleid en zegt dat onderzoek in Afrika uit de basis moet ontstaan. Ze bespreekt ook wetenschapscommunicatie en de gevolgen van schoolsluitingen tijdens de pandemie voor kinderen en onderwijs.
