foforilasi, jam sirkadian
Peran yang berbeda untuk fosforilasi FRQ dan degradasi di dalam jam sirkadian. White Collar-1 dan -2 (WC-1 dan WC-2) mengaktifkan ekspresi frq dan FRQ (dengan FRH dan CK1) kemudian menghambat ekspresi. Fosforilasi FRQ mempengaruhi interaksi dengan WC-1/WC-2, mengurangi hambatan. Dengan mempengaruhi interaksi kunci ini, fosforilasi FRQ menentukan tingkat dimana peristiwa di dalam inti jam sirkadian terjadi. Setelah fosforilasi kunci menutup loop, peristiwa yang terkait degradasi tidak perlu mempengaruhi periode sirkadian.(Credit: Image courtesy of The Geisel School of Medicine at Dartmouth)

Elemen Kunci Kecepatan Jam Sirkadian Telah Ditemukan

Diposting pada

Bhataramedia.com – Di dalam sebuah penemuan yang dapat mengarah pada pengobatan baru untuk gangguan tidur, jet lag dan masalah kesehatan lainnya yang terkait dengan irama sirkadian, para peneliti di Dartmouth Geisel School of Medicine telah mengidentifikasi penentu periode jam sirkadian. Temuan mereka muncul di majalah Science edisi 29 Januari.

Baik pada jamur atau manusia, jam sirkadian mempengaruhi hampir semua aspek kehidupan suatu organisme. Pada tingkat molekuler di dalam inti irama sirkadian, terdapat osilator biologis dan protein kunci yang meliputi siklus ini memiliki waktu hidup sekitar 24 jam. Oleh karena periode sirkadian cocok dengan waktu hidup protein yang terlibat, selama bertahun-tahun diasumsikan bahwa stabilitas protein tersebut menentukan lamanya periode jam biologis, namun ternyata tidak sesederhana itu.

Mengapa perputaran ini terjadi di dalam waktu 24 jam telah lama dikaitkan dengan protein dari irama sirkadian itu sendiri. Protein-protein ini mengalami modifikasi terkoordinasi dan progresif (fosforilasi) yang memodifikasi struktur dan aktivitas protein, sehingga menyebabkan degradasi dan perputaran. Pada dasarnya, protein-protein jam sirkadian secara perlahan terfosforilasi sampai menjadi tidak stabil dan menghilang, sehingga memungkinkan siklus sintesis dan degradasi dimulai kembali.

Melalui pengamatan pada organisme model, faktor-faktor yang menyebabkan penentuan periode sirkadian, para peneliti di Dartmouth telah menemukan faktor penentu dari jam sirkadian.

“Kita sebelumnya berpikir siklus sirkadian berakhir ketika protein penting yang terlibat terdegradasi dan bahwa panjang periode sebagian besar ditentukan oleh seberapa stabil protein-protein tersebut,” kata Principal Investigator, Jay Dunlap, Ph.D., profesor genetika dan biokimia dan ketua di Departemen Genetika.

Namun, Dunlap dan timnya menemukan bahwa fosforilasi sendiri sudah cukup untuk mengubah efektivitas protein di dalam umpan balik negatif dari osilator, sehingga protein yang terlibat tidak lagi efektif di dalam umpan balik. Meskipun degradasi protein merupakan hasil akhir, struktur protein kemungkinan merupakan elemen kunci yang menentukan kecepatan jam sirkadian.

“Anehnya, kami menemukan bahwa stabilitas bukanlah faktor kunci di dalam penentuan periode sirkadian. Setelah fosforilasi telah melewati titik tertentu, tidak peduli apakah protein tersebut telah terdegradasi atau tidak, karena pada saat ini protein tidak terdeteksi oleh sistem jam sirkadian,” kata Dunlap.

“Jam sirkadian mempengaruhi kehidupan kita sehari-hari dengan cara yang bervariasi. Penemuan ini menunjukkan kemungkinan bagaimana jam sirkadian dapat dimanipulasi untuk meningkatkan kesehatan,” pungkas Dunlap, seperti dilansir Geisel School of Medicine at Dartmouth (29/01/2015).

Referensi Jurnal :

L. F. Larrondo, C. Olivares-Yanez, C. L. Baker, J. J. Loros, J. C. Dunlap. Decoupling circadian clock protein turnover from circadian period determination. Science, 2015; 347 (6221): 1257277 DOI: 10.1126/science.1257277.