Мутации в «гене жаворонка» помогли понять, как работают суточные ритмы
Циркадные, или суточные, циклы регулируют множество процессов в теле человека, однако как именно — не вполне понятно. В новом исследовании ученые установили механизмы работы гена, связанного с наследственным «синдромом жаворонка» — ранними пробуждением и засыпанием. Оказывается, регуляция суточного цикла происходит благодаря особому «фосфопереключателю» — переходам белка Per из одного состояния в другое.
Суточные ритмы имеют огромное значение для здоровья человека. Они позволяют синхронизировать различные физиологические процессы, обеспечивать чередование сна и бодрствования и необходимый для организма отдых.
Однако как именно происходят регуляции ритмов и их перестраивание — например, при переезде в другой часовой пояс или изменении длины светового дня? На этот вопрос ответили авторы статьи, которые узнали много нового о работе «биологических часов» на молекулярном уровне.
Разобраться в регуляции суточного цикла помог ген, связанный с наследственным заболеванием, — это так называемый синдром жаворонка, или синдром фазового опережения сна (Familial Advanced Sleep Phase Syndrome, FASP). У заболевших есть мутации в гене Per1, а именно — в той его области, которая называется так же, как их болезнь, — FASP. Из-за них такие люди страдают от преждевременных пробуждения и засыпания — это ярко выраженные «жаворонки». Суточные циклы у них заметно короче: длятся не 24, а всего около 20 часов.
Люди с FASP словно живут с постоянным джетлагом, то есть со сбитыми «биологическими часами», которые никак не могут настроиться. Ученые знают об этой «поломке» биоритмов уже более 20 лет, но ее детали на уровне молекул стали известны лишь сейчас.
В новой работе использовали культуры клеток — как человеческих, так и дрозофилы. Оказывается, в клетках этого популярного среди биологов насекомого есть очень похожая система настройки «биологического хронометра».
Ключевое значение для суточных ритмов человека играют белки под названием Period (также PER). Их состояние изменяется за счет присоединения остатков фосфорной кислоты специальным ферментом — казеинкиназой 1. Это так называемое фосфорилирование белков PER может как сделать их стабильными, так и ускорить их разрушение и тем самым уменьшить продолжительность суточного цикла.
Ученые выяснили, что в действительности белок Per имеет две области, к которым могут прикрепляться остатки фосфорной кислоты. Если они соединяются с областью FASP, мутированной у «наследственных жаворонков», белок становится более стабильным, а активность фермента казеинкиназы снижается. Если фосфорилирование происходит по другой области, Per быстрее разрушается.
Именно динамичный баланс между стабильностью и распадом этого белка поддерживает нужную длительность суточного цикла и позволяет менять ее при необходимости.
Ученые убеждены, что новые данные о работе «молекулярных часов» помогут с поиском способов лечения различных нарушений сна и биологических ритмов.
Telegram 
Дзен 
VK Сам факт того, что после распада Западной Римской империи возникали новые государства, историкам известен давно. Нет сомнений в существовании королевств готов, франков, лангобардов и других постримских политических образований. Авторы нового исследования сосредоточились на более сложном вопросе. Они попытались выяснить, как именно происходило формирование таких обществ на уровне отдельных людей, семей и общин. Впервые благодаря сочетанию генетических и археологических данных исследователи смогли реконструировать развитие одного постримского политического общества, которое располагалось на территории Паннонии.
Ученые впервые объединили головной мозг и аналог спинного мозга плодовой мушки в общую трехмерную карту. Результаты показали, как голова и тело обмениваются сигналами. Анализ сети помог выявить распределенную систему контроля: базовыми движениями насекомого руководили местные группы нейронов, тогда как мозг играл лишь роль координатора.
Физикам долго не удавалось применить фазовый контраст в электронной микроскопии. Оказалось, что нужно было прекратить искать подходящее вещество для фазовой пластины и обратить внимание на лазеры.
Сам факт того, что после распада Западной Римской империи возникали новые государства, историкам известен давно. Нет сомнений в существовании королевств готов, франков, лангобардов и других постримских политических образований. Авторы нового исследования сосредоточились на более сложном вопросе. Они попытались выяснить, как именно происходило формирование таких обществ на уровне отдельных людей, семей и общин. Впервые благодаря сочетанию генетических и археологических данных исследователи смогли реконструировать развитие одного постримского политического общества, которое располагалось на территории Паннонии.
Исследователи НИУ ВШЭ и МГУ доказали универсальный закон, описывающий время исчезновения популяций в случайной среде. Анализ эволюции ветвящихся процессов — сложных вероятностных систем — показал, что вне зависимости от изначального числа особей процесс вымирания подчиняется строгим математическим закономерностям.
Физикам долго не удавалось применить фазовый контраст в электронной микроскопии. Оказалось, что нужно было прекратить искать подходящее вещество для фазовой пластины и обратить внимание на лазеры.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
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