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Schlafen, Essen, Arbeit, Sport, ja sogar Sex - vieles findet stets zu denselben Tageszeiten statt. Innere, sogenannte circadiane Uhren bringen diese über den Tag verteilten Lebensvorgänge in Einklang. Die Uhrenforscher Gregor Eichele und Henrik Oster erklären in diesem Sachbuch, wie unsere biologischen Uhren ticken, und berichten von der Entschlüsselung des circadianen Uhrwerks und dessen Bedeutung für unser tägliches Leben. Dabei gewähren sie spannende Einblicke in mannigfaltige Experimente, mithilfe derer ehrgeizige Forscher-Teams das Geheimnis der biologischen Zeit entschlüsselt haben. Circadiane Uhren finden sich in fast allen Zellen und Organen bei Mensch und Tier, aber auch in Pilzen, Pflanzen und in uralten Bakterien. Das Buch erklärt wie diese faszinierenden molekularen Zeitmesser einen gewichtigen Einfluss auf Gesundheit und Krankheit haben.

 

Inhaltsverzeichnis / / 1 Die Grundbegriffe der Zeitforschung in der Biologie 1 / 1.1 Mit Dr. Google gegen den Jetlag 1 / 1.2 Der Werkzeugkasten der Chronobiologie 5 / 1.3 Das Aktogramm 7 / 1A Entrainment und Dämpfung 9 / 1.5 Praktische Auswirkungen 11 / 1.6 Biologische Prozesse verstehen - was heißt das eigentlich? 13 / 1.7 Zusammenfassung 14 / Literatur 15 / / 2 Wegbereiter und Gipfelstürmer - die Entdeckung des ersten Uhren-Gens 17 / 2.1 Die circadiane Uhr ist genetisch bedingt 17 / 2.2 Die Entdeckung von period, einem Schlüssel-Gen / der circadianen Uhr 18 / 2.3 Die Kartierung der />mW-Mutation 23 / 2.4 Die Bedeutung der Pionierarbeit von Konopka und Benzer 25 / 2.5 Die molekulare Charakterisierung des period-Gens bei Drosophila 26 / 2.6 Das Period-Protein 30 / 2.7 Zusammenfassung 31 / Literatur 32 / / 3 Was Fliegen haben, besitzen wir auch: Die Entdeckung der period-Gene und des clock-Gens bei Mensch und Maus 35 / 3.1 period-Gene gibt es auch bei Säugetieren 35 / 3.2 Das Verhalten von period-Mutanten der Maus 41 / 3.3 Die Entdeckung von clock ¿ ein großer Schritt nach vorne 44 / 3.4 Das clock-Gen ausfindig machen 47 / 3.5 Zusammenfassung 49 / Literatur 50 / / 4 Der Uhrmacher kommt zum Zug 51 / 4.1 Ein epochales Experiment 51 / 4.2 Clock sucht einen Partner 55 / 4.3 Clock und Bmal1 bilden ein Aktivatorpaar 57 / 4.4 Bmal1 wird für die Funktion der circadianen Uhr gebraucht 58 / / 4.5 Das circadiane Uhrwerk wird zusammengebaut 60 / 4.6 Timeless 602 / 4.7 Der circadiane Schrittmacher: ein Tanz der Gene und Proteine 64 / 4.8 Licht und period 65 / 4.9 Zusammenfassung 68 / Literatur 69 / / 5 Circadiane Uhren im Laufe der Evolution 71 / 5.1 Eine uralte circadiane Uhr bei Cyanobakterien / 5.2 Der circadiane Schrittmacher der Cyanobakterien ist revolutionär 74 / 5.3 Der circadiane Schrittmacher als molekulare Proteinmaschine 78 / 5.4 Ohne Transkription geht nichts 81 / 5.5 Der Ursprung von KaiC 82 / 5.6 Auch Schimmel hat eine circadiane Uhr 83 / 5.7 Das frequency-Gen / 5.8 Der Uhrmacher setzt den circadianen 86 / / Schrittmacher von Neurospora zusammen 88 / 5.9 Zusammenfassung 90 / Literatur 91 / / 6 Uhrenkontrollierte Gene: Am Ende entscheidet der lange Arm der Uhr 95 / 6.1 Wie der Zusammenbruch der UdSSR die Chronobiologie beflügelte 95 / 6.2 Von Gen-Rhythmen zur Chronotherapie 100 / 6.3 In vitro ist nicht gleich in vivo 103 / 6.4 Das Chronom - was bringt uns das? 107 / 6.5 Zusammenfassung 108 / Literatur 109 / / 7 Anatomie und Netzwerkorganisation im circadianen System 111 / 7.1 Der SCN als Schrittmacher des circadianen Systems 111 / 7.2 Wohin man auch schaut, überall Uhren! 116 / 7.3 Ein gekoppeltes Netzwerk zellulärer Uhren 119 / 7.4 Zusammenfassung 122 / Literatur 123 / / 8 Uhren und Stoffwechsel - zwei Seiten derselben Medaille? 125 / 8.1 Uhr kaputt - na und? 125 / 8.2 (Über-)Leben ohne Zeitgefühl 127 / 8.3 Dicke Mäuse weisen den Weg 128 / 8.4 Man ist, was man isst - wie Nahrung unsere Uhren verstellt 134 / 8.5 Zusammenfassung 136 / Literatur 137 / / 9 Uhren und Schlaf - nicht das gleiche, aber eng miteinander verbunden 139 / 9.1 Warum müssen wir überhaupt schlafen? 139 / 9.2 Schlafanatomie und Regelkreise 144 / 9.3 Die Uhr bestimmt den Schlaf - nicht nur wann, sondern auch wie? 147 / 9.4 Schlaf und Licht 151 / 9.5 Schlaf und Lernen 153 / 9.6 Zusammenfassung 155 / Literatur 156 / / 10 Circadiane Regulation des Immunsystems 159 / 10.1 Gibt es eine richtige Zeit zum Impfen? 159 / 10.2 Mechanismen der Uhrensteuerung im Immunsystem 162 / / 10.3 Uhrensteuerung der adaptiven Immunität 165 / 10.4 Mikrobielle Regulation der circadianen Immunität 168 / 10.5 Synchronisation der Immunuhren 170 / 10.6 Zusammenfassung 170 / Literatur 171 / / 11 Die circadiane Uhr im Ozean: Regulation der Planktonwanderung 173 / 11.1 Tagesrhythmische aquatischer Lebewesen 173 / 11.2 Pionierarbeiten 175 / 11.3 Ist die Flucht vor dem Licht die Ursache der Vertikalwanderung? 177 / 11.4 Treiben Stoffwechselrhythmen die Vertikalwanderung? 181 / 11.5 Die Verknüpfung mit der circadianen Uhr 182 / 11.6 Die molekulare Uhr 183 / 11.7 Ausblick 185 / 11.8 Zusammenfassung 186 / Literatur 186 / / Nachwort 189 / / Stichwortverzeichnis 193