13.02.2020
София Жаботинская

Мутации в генах часовых белков превратили людей в «жаворонков»

4.3

Исследователи рассказали о генетических изменениях, которые заставляют спешить внутренние часы организма, сокращают циркадный цикл на несколько часов.

Мутация может сделать вас «жаворонком»
Мутация может сделать вас «жаворонком» / ©Netsville

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».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

Позавчера, 15:57
Илья Ведмеденко

В Сеть выложили новые изображения мощнейшего в истории Китая авианосца, который находится на заключительной стадии строительства. Кроме того, художник детально изобразил авиагруппу, состоящую из перспективных истребителей пятого поколения.

12 часов назад
Ольга Иванова

Международная группа ученых пришла к выводу, что употребление жирных кислот, содержащихся в орехах, семенах, сое и растительном масле, снижает риск смерти от всех причин, в том числе от сердечно-сосудистых заболеваний.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

12 октября
Елена Синицкая

Управление древностей Израиля обнародовало итоги раскопок огромного винодельческого комплекса. На нем в византийское и раннеисламское время делали виноградное вино, которым снабжали многие страны Средиземноморья.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

22 сентября
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

24 сентября
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: