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 Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
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.
Анализ ДНК и изотопный анализ зубов показали, что мужчина генетически был связан с саамскими популяциями, но часть жизни провел за пределами Финляндии — возможно, в Исландии. Авторы нового исследования пришли к выводу, что на рубеже XVI-XVII веков саамские сообщества не были изолированы, как предполагали многие исследователи. Люди путешествовали на далекие расстояния и поддерживали контакты с дальними регионами Северной Атлантики.
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.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
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.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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