Мутации в генах часовых белков превратили людей в «жаворонков»
Исследователи рассказали о генетических изменениях, которые заставляют спешить внутренние часы организма, сокращают циркадный цикл на несколько часов.
Новое исследование молекулярных процессов, лежащих в основе функционирования биологических часов, объясняет, почему некоторые люди просыпаются очень рано. Определенные мутации сокращают длительность «внутренних суток» у таких людей, из-за чего длительность их циркадного цикла составляет около 20 часов. Статья, опубликованная в издании eLife, показывает, что «молекулярный переключатель» внутренних часов, на который влияют вышеупомянутые мутации, работает у самых разных видов живых существ — от плодовых мушек до приматов.
В своей работе ученые сосредоточились на мутациях в гене, который кодирует казеинкиназу CK1. Это фермент, который регулирует активность белка PER — важной для работы циркадных часов молекулы. Мутации в гене CK1 и их связь с нарушениями циркадных ритмов известны ученым уже давно, но механизмы их влияния оставались неясными.
«Мы обнаружили изящный молекулярный переключатель, который контролирует количество белков PER. Когда он работает правильно, он генерирует прекрасные 24-часовые колебания», — объясняет одна из авторов исследования Кэрри Партч. В основе этого переключателя лежит следующий процесс: казеинкиназа CK1 фосфорилирует белок PER, добавляя к нему остаток фосфорной кислоты. В зависимости от того, какой именно участок фосфорилирует фермент, измененный белок может или деградировать, или приобретать более стабильную конформацию.
При этом сам PER регулирует свое количество благодаря петле обратной связи: когда белок в большом количестве накапливается в ядре клетки, это приводит к временной блокировке его синтеза. Параллельно накопленный PER постепенно разрушается, и при снижении концентрации молекул этого вещества синтез возобновляется. Очевидно, что мутации, которые приводят к ускоренной деградации белка, заставляют наши внутренние часы спешить и сокращают длительность циркадного цикла.
Стабильность белков PER может быть вызвана как мутациями в гене CK1, так и мутациями в самих белках, которые приводят к нарушению связывания казеинкиназы с FASP-участком, фосфорилирование которого повышает устойчивость структуры PER. После присоединения остатка фосфорной кислоты этот участок блокирует активность CK1, не позволяя ферменту фосфорилировать «участок деградации» и нарушить стабильность белка PER.
«Его (FASP-участок. — Прим. ред.) можно сравнить с кнопкой паузы, которая предотвращает слишком быстрое расщепление белка PER, — поясняет Кэрри Партч. — Этот стабилизирующий регион задерживает ход часов, чтобы привести их в соответствие с 24-часовыми земными сутками». Понимание молекулярных процессов, которые лежат в основе сокращения длительность циркадных циклов, позволит разработать методы коррекции генетических нарушений, связанных с «молекулярным переключателем».
Telegram 
Дзен 
VK Мужчина, отправившийся на утреннюю прогулку на юго-западе Норвегии, случайно сделал крайне редкую и ценную находку — золотое украшение для ножен меча в виде переплетенных между собой змееподобных существ. По мнению ученых, в VI веке нашей эры этот артефакт специально поместили в трещину в скале в качестве подношения богам во времена голода и социальных потрясений.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Канадские исследователи идентифицировали останки четырех членов пропавшей полярной экспедиции Джона Франклина 1845 года, сравнив их ДНК с генетическим материалом современных потомков. Открытие решило полуторавековую загадку с переодетым матросом и помогло восстановить маршрут отступления экипажа по льдам. Выяснилось, что при эвакуации моряки разделились по кораблям, после чего бросили ослабевших товарищей в спасательных шлюпках.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Мужчина, отправившийся на утреннюю прогулку на юго-западе Норвегии, случайно сделал крайне редкую и ценную находку — золотое украшение для ножен меча в виде переплетенных между собой змееподобных существ. По мнению ученых, в VI веке нашей эры этот артефакт специально поместили в трещину в скале в качестве подношения богам во времена голода и социальных потрясений.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии