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 Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
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.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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