Раскрыта тайна биологических часов
Через шестнадцать лет после того, как ученые обнаружили гены, которые контролируют циркадианный ритм всех клеток организма, доктор Азиз Санкар открыл биологический механизм, ответственный за синхронизацию такого ритма.
Обнаруженные ранее гены, Period и Cryptochrome, помогают сохранять суточный ритм во всех клетках организма, синхронизируя их в течение 24 часов и четырех сезонов. Полученные результаты были опубликованы в журнале Genes & Development; по мнению исследователей, они могут быть применены для разработки препаратов для различных заболеваний, например, рака, диабета, метаболического синдрома, бессонницы, сезонного аффективного расстройства, ожирения и даже джетлага.
Как отмечает доктор Санкар, уже было известно, что в генерирование суточной ритмичности вовлечены четыре белка, однако, точный механизм их действия оставался неясным. Теперь же ученые открыли, что такие биологические часы перестраиваются в каждой нашей клетке.
Все клетки имеют четыре гена: Cryptochrome, Period, CLOCK, BMAL1, которые вместе контролируют циклические изменения человеческой физиологии, например, артериальное давление, температуру тела, а также циклы сна и отдыха, что и составляет основу суточного ритма.
Ранее было обнаружено, что гены CLOCK/BMAL1 действуют в тандеме, обеспечивая начала циркадианного ритма; данные гены сцеплены со многими другими генами, что ведет к синтезу специфических протеинов. В свою очередь, это позволяет клеткам, в частности клеткам мозга, просыпаться.
В частности, CLOCK/BMAL1 связаны с генной парой Period/Cryptochrome, аставляя последние вырабатывать определенные протеины, котоые в дальнейшем подавляют активность первой пары, в результате чего получается замкнутый круг, который и составляет суточный ритм.
Однако, ученые не знали, как именно происходит подавление гена и деградация синтезированного белка, более того, при проведении некоторых экспериментов было выдвинуто предположение о различной роли генов.
Было установлено, что сутохный ритм не может начаться без деградации гена Cryptochrome.