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 Исследователи из МИЭМ ВШЭ и ИПКОН РАН разработали новую математическую модель мониторинга, которая позволяет фиксировать источник опасных подземных вибраций в реальном времени. Технология поможет снизить риск повреждения зданий, дорог и другой инфраструктуры рядом с карьерами и шахтами.
Ученые Сеченовского Университета установили, что возраст существенно меняет реакцию нейронов на ишемический инсульт: у пожилых пациентов клетки мозга быстрее теряют способность поддерживать энергетический обмен и значительно чаще запускают программу клеточной гибели. Эти изменения могут быть одной из причин, почему стандартные нейропротективные подходы нередко оказываются менее эффективными у пациентов старших возрастных групп.
Ученые выяснили, что один из типов иммунных клеток — естественные киллеры — и выделяемые ими микроскопические пузырьки (везикулы) подавляют рост бактерий, устойчивых ко многим антибиотикам. Более того, в экспериментах эти клетки и их везикулы сделали микроорганизмы уязвимее перед существующими лекарствами. В перспективе такой инструмент может лечь в основу новых антибактериальных препаратов и вспомогательных средств для усиления эффекта традиционных антибиотиков.
Паразитические организмы иногда не учитывают, что сами могут оказаться целью паразита более высокого уровня. Сосредотачивая все свои силы на инфицировании и размножении, они остаются беззащитными перед агрессивным специализированным нахлебником.
Интригующие испытания высотного ракетного двигателя Raptor Vacuum для корабля Starship, верхней ступени сверхракеты Илона Маска, парадоксальны. Его работа на уровне моря уже сама по себе загадка. Ведь, по классическим представлениям, высотные двигатели на уровне моря корректно не работают. А сопло RaptorVAC на наземном стенде извергает реактивную струю без всяких признаков нарушения работы. Как такое может быть?
В нижних и верхних слоях Урана астрономы впервые зарегистрировали угарный газ и циановодород. Новые данные указали на то, что недра планеты могут быть значительно обогащены кислородом. Это открытие поможет разрешить давнюю загадку о том, сформировался ли Уран иначе, чем его ближайший сосед Нептун, или их образование шло по схожему сценарию.
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 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.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
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