Daniel Levine

Projekttitel

Afhører sæsonbestemt temperatursignalering til uret

Hvad handler dit projekt om?

Cirkadiske ure er biologisk kodede tidsmekanismer, der forudser hver ny dag. Biologer har lært meget om urets rolle i at orkestrere en række fysiologiske processer ved at studere det i idealiserede miljøer, hvor temperaturen holdes behagelig, og dag- og natperioder hver er sat til 12 timer. Disse er imidlertid ikke de miljømæssige betingelser, som de cirkadiske ure udviklede sig under. I naturen ændrer den gennemsnitlige miljøtemperatur og den daglige varighed af dagen og natten sig gennem årstiderne, og alligevel har vi meget lidt mekanistisk indsigt i, hvordan uret lærer, hvilken årstid det er, og hvordan det tilpasser daglige mønstre i adfærd og stofskifte for at synkronisere med årstiden. Her vil jeg undersøge de mekanismer - og metaboliske output - hvori uret integrerer disse sæsonbestemte miljøforhold.

Hvordan opstod din interesse for dit forskningsfelt?

Jeg har altid været interesseret i molekylær metabolisme og dens rolle i reguleringen af ​​omdannelsen af ​​DNA til RNA (transkription). Under min ph.d.-uddannelse, stiftede jeg bekendtskab med det cirkadiske ur gennem et rotationsforløb med Joe Bass og blev straks grebet af de elegante sinusformede mønstre, som det giver anledning til i en lang række fysiologiske processer. I løbet af min ph.d. arbejdede jeg med at karakterisere metaboliske input i det cirkadiske timing-system, men mens jeg gjorde det, var jeg altid forundret over det store billede: hvorfor integrerer det cirkadiske ur overhovedet metabolisme? Ville det ikke være bedre egnet til de utallige andre biologiske veje, som vi allerede ved, udfører den funktion? Mange års overvejelse af dette grundlæggende spørgsmål fik mig til at indse, at sæsonbestemte ændringer i det daglige miljø må have været en evolutionær indflydelse på uret. Så jeg satte mig for at teste det.

Hvad er de forskningsmæssige udfordringer og perspektiver ved dit projekt?

En stor udfordring er, at de fleste umiddelbart kan tænke på organismer, der let tilpasser deres biologi til årstiderne. Isbjørne går i dvale om vinteren. Rensdyr ’spiser’ 24 timer i døgnet om sommeren. Men mennesker (og mus) har ikke tilsvarende indlysende og ekstreme tilpasninger til årstiderne, så vores naturlige skævheder får os til at antage, at disse organismer slet ikke tilpasser sig. Men måske tilpasser mennesker (og mus) sig på en mere lumsk måde? Det er mit mål at udnytte den kraftfulde genetik, molekylærbiologi og fysiologi i det museeksperimentelle system til at forstå disse mere subtile tilpasninger til årstiderne, så vi bedre kan forstå, hvordan mennesker tilpasser sig, og hvordan bekvemmeligheder i vores moderne samfund kan samarbejde med denne evolutionært ældgamle signalvej for at bidrage til nogle af de almindelige patologier i vores samfund.

Hvilke perspektiver vurderer du selv, at din forskning på sigt kan have for det omgivende samfund?

Mit projekt udforsker miljøtemperaturens indflydelse på den måde, som det biologiske døgnur fortolker tid. Jeg påstår, at høje daglige temperaturer fortæller vores indre ure, at det er sommer (og lave temperaturer, vinter), og at den mekanistiske signalvej, der ligger til grund for dette fænomen, er ansvarlig for at drive organisme-omfattende ændringer i stofskiftet. På kort sigt er mit håb, at dette projekt vil foreslå metoder, som folk kan anvende i deres daglige liv for potentielt at forbedre deres metaboliske sundhed. På lang sigt vil det definere specifikke molekylære begivenheder, der er ansvarlige for at give sæsonbestemte karakter og åbne døren for at designe en ny klasse af terapeutiske midler, der er målrettet mod dem.

Hvad vil det betyde for din forskerkarriere, at du indgår i Sapere Aude-programmet?

Sapere Aude-bevillingen giver mig den eksterne finansiering til at etablere mit eget laboratorium på Københavns Universitet og fuldt ud udvikle et forskningsprogram i sæsonbestemthed og døgnur. De muligheder for faglig udvikling og netværk, der gives gennem Sapere Aude-bevillingen, vil hjælpe mig til at føle mig forankret og en del af et fællesskab, når jeg starter et nyt kapitel af min forskerkarriere i Danmark. Forskningsprojektet vil ikke kun give svar på spændende spørgsmål, men vil sandsynligvis generere ny indsigt, som vil fortsætte med at drive mit laboratorium frem i fremtiden.