시간생물학

Chronobiology
인간 일주기 리듬("생물 시계")의 일부 생리학적 매개변수를 포함한 개요.

시간생물학태양과 달과 관련된 [1]리듬에 대한 적응과 같은 생물체의 주기적인 (순환적인) 현상을 포함한 타이밍 과정을 조사하는 생물학 분야이다.이러한 순환은 생물학적 리듬으로 알려져 있다.Chronobiology comes from the ancient Greek χρόνος (chrónos, meaning "time"), and biology, which pertains to the study, or science, of life.크로노믹스와 크로놈이라는 관련 용어는 시간생물학적 현상에 관련된 분자 메커니즘이나 시간생물학의 보다 정량적인 측면을 설명하기 위해 일부 경우에 사용되어 왔는데, 특히 유기체 간의 주기 비교가 필요한 경우이다.

시간생물학적 연구는 비교 해부학, 생리학, 유전학, 분자생물학생체리듬과 관련된 [1]유기체의 행동을 포함하지만 이에 국한되지 않는다.다른 측면에는 후생유전학, 발달, 생식, 생태학, 진화가 포함됩니다.

주제

시간생물학은 많은 필수적인 생물학적 과정에서 일어나는 생물 활동의 시기와 지속시간의 변화를 연구한다.(a) 동물(식사, 수면, 짝짓기, 동면, 이동, 세포 재생 등), (b) 식물(잎 이동, 광합성 반응 등) 및 균류 및 원생동물과 같은 미생물에서 발생한다.그들은 박테리아, 특히 남조류에서 발견되었어요.시간생물학에서 가장 잘 연구된 리듬은 이 모든 유기체의 생리학적 과정에 의해 보여지는 대략 24시간의 주기인 일주기 리듬이다.circadian이라는 용어는 "주변"을 뜻하는 라틴어 circa에서 유래했으며 "약 하루"를 뜻하는 "day"로 죽는다.그것은 일주기 시계에 의해 조절된다.

일주기 리듬은 [2]24시간 동안의 일상적인 사이클로 더 세분될 수 있습니다.

  • 에 활동하는 유기체를 설명하는 일주일성
  • 야행성은 밤에 활동하는 유기체를 묘사하는 것이다.
  • 주로 새벽과 해질녘에 활동하는 동물을 설명하는 Crepuscular(예: 흰꼬리사슴, 일부 박쥐)

일주기 리듬은 내인성 프로세스에 의해 조절되는 것으로 정의되지만, 다른 생물학적 사이클은 외인성 신호에 의해 조절될 수 있습니다.경우에 따라 다영양 시스템은 구성원 중 한 명의 일주기 시계에 의해 구동되는 리듬을 보일 수 있다(외부 요인에 의해 영향을 받거나 재설정될 수도 있음).내생 식물 주기는 식물에서 생산되는 광합성물의 가용성을 조절함으로써 박테리아의 활동을 조절할 수 있다.

다음을 포함한 다른 많은 중요한 사이클도 연구된다.

  • 인프라디안 리듬은 하루보다 긴 주기입니다.예로는 많은 식물과 동물의 이동이나 번식 주기 또는 인간의 생리 주기를 관리하는 순환 주기 또는 연간 주기를 포함한다.
  • 90분 REM 주기, 4시간 비강 주기, 성장 호르몬 생성 3시간 주기 등 24시간보다 짧은 주기인 울트라디안 리듬.
  • 해양 생물에서 흔히 볼 수 있는 조석 리듬으로, 만조로부터 간조까지 약 12.4시간 동안 계속된다.
  • 음력(29.5일) 뒤에 오는 음력 리듬.예를 들어, 조수의 수준은 달 주기에 따라 조절되므로 해양 생물과 관련이 있다.
  • 유전자 진동 – 일부 유전자는 하루 중 특정 시간 동안 다른 시간보다 더 많이 발현됩니다.

각 사이클 내에서 공정이 더 활발한 기간을 호산기라고 [3]합니다.공정이 덜 활성화되면 사이클은 수증기 또는 수증기 단계에 있습니다.활동이 가장 높은 특정 모멘트는 피크 또는 최대이며, 가장 낮은 모멘트는 최하위입니다.

역사

일주기 주기는 18세기에 프랑스 과학자 장 자크 [4]도르투 드 마이란에 의해 식물 잎의 움직임에서 처음 관찰되었다.1751년 스웨덴의 식물학자이자 박물학자린네(칼 폰 린네)는 특정 종류의 을 피우는 식물을 사용하여 꽃시계를 디자인했다.선택된 종을 원형으로 배열함으로써, 그는 주어진 시간에 피는 꽃으로 하루 중 시간을 나타내는 시계를 디자인했다.를 들어 데이지과 동물 중에는 오전 6시 30분에 꽃을 피우는 매의 수염 식물과 [5]7시까지 꽃을 피우지 않는 매똥을 사용했다.

1960년 콜드 스프링 하버 연구소에서 열린 심포지엄은 시간생물학 [6]분야의 토대를 마련했다.

Patricia DeCoursey가 위상 반응 곡선을 개발한 도 1960년입니다. 위상 반응 곡선은 그 이후 이 분야에서 사용된 주요 도구 중 하나입니다.

단어를 만든 미네소타 대학의 프란츠 할버그는 "미국 크로노바이올로지의 아버지"로 널리 알려져 있다.하지만 1970년대에 생물학 리듬 연구 협회를 이끌도록 선출된 사람은 할버그가 아니라 콜린 피텐드리였다.Halberg는 인간과 의학적인 문제에 더 중점을 두기를 원했고 Pittendrigh는 진화와 생태학에 더 많은 배경을 가지고 있었다.Pittendrigh를 리더로 하여, Society 회원들은 동물뿐만 아니라 모든 종류의 유기체, 식물에 대한 기초 연구를 했다.최근에는 생쥐, 쥐[7][8], 인간, 초파리 외에 다른 유기체에 대한 연구비를 마련하기가 어려웠다.

연구 개발

빛과 멜라토닌

최근에는 Alfred J.의해 광선 치료와 멜라토닌 투여가 연구되고 있다. Lewy(OHSU), Josephine Arendt(영국 Surrey 대학) 및 기타 연구원들은 동물과 인간의 일주기 리듬을 재설정하는 수단으로 사용됩니다.또한 밤에 낮은 수준의 빛이 있으면 모든 연령의 햄스터의 일주기 재진입을 50% 가속화한다. 이는 [9]달빛 시뮬레이션과 관련이 있는 것으로 생각된다.

20세기 후반, 위르겐 아쇼프콜린 피텐드리와 같은 유럽인들은 빛에 의한 일주기 시스템의 혼입 현상에 대해 다르지만 상호 보완적인 관점을 추구했다(모수적, 연속적, 강장적, 점진적, 비모수적, 이산적, 위상적, 비모수적)(각각[10])

크로노타이프

인간은 아침형 인간이나 저녁형 인간 성향을 가질 수 있다; 이러한 행동 선호는 다양한 평가 설문지와 생물학적 지표 [11]상관관계가 있는 크로노타입이라고 불린다.

식사 시간

또한 음식물을 섭취할 수 있는 생체시계도 있는데, 이것은 시상핵에 국한되지 않는다.이 시계의 위치는 논란의 여지가 있다.그러나 풀러 외 연구진은 쥐를 대상으로 연구한 결과 음식물을 섭취할 수 있는 시계가 시상하부에 위치한 것으로 보인다고 결론지었다.제한된 먹이를 먹는 동안, 그것은 활동 타이밍과 같은 기능들을 통제하고, 동물이 성공적으로 먹이 [12]자원을 찾을 수 있는 가능성을 증가시킨다.

인터넷상의 주간 패턴

2018년 PLoS ONE에 게재된 연구는 Twitter Content에서 측정된 73개의 심리 측정 지표가 일주 패턴을 어떻게 따르는지 보여주었다.[13] 2021년 Chronbiology International의 후속 연구는 이러한 패턴이 2020년 영국의 [14]봉쇄로 인해 중단되지 않았음을 보여주었다.

일주기 리듬 조절기

2021년에 과학자들은 Ck1 억제를 통해 조직의 일주기 리듬에 대한 빛 반응 일수 지속 조절기의 개발을 보고했다.이러한 조절기는 "동기화되지 않은"[15][16] 장기의 시간 생물학 연구와 복구에 유용할 수 있습니다.

기타 필드

시간생물학은 학문 간 연구 분야이다.그것은 수면의학, 내분비학, 노인학, 스포츠의학,[17][18][19] 우주 의학, 광생리학과 같은 의학 및 다른 연구 분야와 상호작용을 한다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b Patricia J. DeCoursey; Jay C. Dunlap; Jennifer J. Loros (2003). Chronobiology. Sinauer Associates Inc. ISBN 978-0-87893-149-1.
  2. ^ 넬슨 RJ 2005년행동 내분비학 입문시나우어 어소시에이츠 주식회사:매사추세츠 주페이지 587.
  3. ^ Refinetti, Roberto (2006)일주기 생리학CRC Press/Taylor & Francis 그룹ISBN 0-8493-2233-2.레이아웃 요약
  4. ^ de Mairan, Linnaeus 및 Darwin의 식물 내 일주기 리듬에 대한 설명은 [1] 웨이백 머신에서 2005-12-25 아카이브됨
  5. ^ "Archived copy" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2013-12-12. Retrieved 2013-12-12.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크)
  6. ^ Leon Kreitzman; Russell G. Foster (2004). Rhythms of life: the biological clocks that control the daily lives of every living thing. New Haven, Conn: Yale University Press. ISBN 0-300-10969-5.
  7. ^ Zivkovic, Bora (2006-07-03). "ClockTutorial #2a, Forty-Five Years of Pittendrigh's Empirical Generalizations". A Blog Around the Clock. ScienceBlogs. Retrieved 2007-12-23.
  8. ^ Zivkovic, Bora (2006-05-17). "Clocks in Bacteria V". A Blog Around the Clock. ScienceBlogs. Retrieved 2007-12-23.
  9. ^ Frank, D. W.; Evans, J. A.; Gorman, M. R. (2010). "Time-Dependent Effects of Dim Light at Night on Re-Entrainment and Masking of Hamster Activity Rhythms". Journal of Biological Rhythms. 25 (2): 103–112. doi:10.1177/0748730409360890. PMID 20348461. S2CID 41985077.
  10. ^ 이력 기사를 참조해 주세요.서브스크립션이 필요합니다.
  11. ^ Breus, PHD, Michael (2016). The Power of When. Little Brown and Company. ISBN 978-0-316-39126-9.
  12. ^ Fuller, Patrick M.; Jun Lu; Clifford B. Saper (2008-05-23). "Differential Rescue of Light- and Food-Entrainable Circadian Rhythms". Science. 320 (5879): 1074–1077. Bibcode:2008Sci...320.1074F. doi:10.1126/science.1153277. PMC 3489954. PMID 18497298.
  13. ^ Dzogang, Fabon; Stafford Lightman; Nello Cristianini (2018-06-20). "Diurnal Variation of Psychometric Indicators in Twitter Content". PLOS ONE. 13 (6): e0197002. Bibcode:2018PLoSO..1397002D. doi:10.1371/journal.pone.0197002. PMC 6010242. PMID 29924814.
  14. ^ Wang, Sheng; Stafford Lightman; Nello Cristianini (2021-06-17). "Effect of the lockdown on diurnal patterns of emotion expression in Twitter". Chronobiology International. 38 (11): 1591–1610. doi:10.1080/07420528.2021.1937198. PMID 34134583. S2CID 235462661.
  15. ^ "Resetting the biological clock by flipping a switch". phys.org. Retrieved 14 June 2021.
  16. ^ Kolarski, Dušan, Miró-Vinyals, 칼라, 스기야마 아키코, Srivastava, Ashutosh, 오노 다이스케, 나가이, 요시코, Iida, Mui, 이타미, 켄이치로, 다마, 플로렌스, Szymanski, Wiktor, Hirota, 쓰요시, Feringa, 벤 L.(2021-05-26)."24시간 주기 시간의 chronophotopharmacology과 가역적 변조".네이쳐 커뮤니케이션. 12(1):3164.Bibcode:2021NatCo..12.3164K. doi:10.1038/s41467-021-23301-x.ISSN 2041-1723.PMC8155176.PMID 34039965.CC하의 4.0이 받은 이용 가능합니다.
  17. ^ Postolache, Teodor T. (2005). Sports Chronobiology, An Issue of Clinics in Sports Medicine. Saunders. ISBN 978-1-4160-2769-0.
  18. ^ Ernest Lawrence Rossi, David Lloyd (1992). Ultradian Rhythms in Life Processes: Inquiry into Fundamental Principles of Chronobiology and Psychobiology. Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. K. ISBN 978-3-540-19746-1.
  19. ^ Hayes, D.K. (1990). Chronobiology: Its Role in Clinical Medicine, General Biology, and Agriculture. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-56802-5.

추가 정보

  • 헤이스팅스, 마이클 "뇌, 일주기 리듬, 시계 유전자"임상 리뷰' BMJ 1998; 317:1704-1707 12월 19일.
  • 미국 의회, 기술평가국 "생물학적 리듬: 작업자에게 미치는 영향"미국 정부 인쇄국, 1991년 9월.워싱턴 DC. OTA-BA-463. NTIS PB92-117589
  • 아시카리, 히구치, 이시카와, 쓰네츠구, Y, 「인간과 환경에 관한 학문적 심포지엄: 생물인류학, 사회인류학, 발달심리학으로부터의 접근」2002년 8월 25일 일요일
  • "바이오리듬 실험 관리 계획", NASA, 에임스 연구소.모펫 필드, 1983년
  • "생물 리듬과 인간의 환경 적응"미국 육군 의료 연구 및 물질 사령부(AMRMC), 미국 육군 환경 의학 연구소.
  • 이버트, D., K.P. 에브마이어, T. 레클린, W.P. 카슈카, "생물 리듬과 행동"은 생물학적 정신의학의 진보입니다.ISSN 0378-7354
  • 혼, J.A.(짐) 및 외스트베르크, 올로프(1976).인간 순환 리듬의 아침-저녁을 결정하기 위한 자기 평가 설문지.International Journal of Chronobiology, 4, 97–110.
  • Roenberg, Till, 쾰른(2010).Wee wir ticken – Die Bedeutung der Chronobiologie für unser Leben, Dumont, ISBN 978-3-8321-9520-5.
  • 런던 린니 협회

외부 링크