Мутация увеличила суточный цикл «сов» — Naked Science
6 минут
Редакция
1

Мутация увеличила суточный цикл «сов»

Группа ученых из США и Турции обнаружила, что синдром отсроченного наступления фазы сна может быть связан с мутацией гена Cry1, которая увеличивает общую продолжительность цикла сна-бодрствования.

untitled-1
©Wikipedia

Синдром отсроченной фазы сна (delayed sleep phase disorder, DPSD) проявляется в стойкой задержке момента засыпания относительно социальной нормы. По статистике, DPSD диагностируется у 0,5–10 процентов человек, но, несмотря на распространенность, его патофизиология остается неясной. Между тем хорошо известно, что циркадные ритмы опосредуются генетически и вариации «часовых» факторов транскрипции, например домена PAS (Per-Arnt-Sim), у животных можно получить путем спонтанной или направленной мутации. Однако у человека подобные вариации встречались только при синдроме опережения фазы сна (FASPD): из-за мутации гена Per2 естественный сон таких пациентов наступает раньше нормы, например в 18–19 часов, и длится до 3–4 часов ночи.

 

Чтобы выяснить, какие вариации связаны с DPSD, сотрудники Рокфеллеровского университета и других учреждений обследовали 46-летнюю американку (субъект TAU11) с этим синдромом. Лабораторные оценки сумеречной секреции мелатонина (DLMO), колебаний температуры тела и анализ двигательной активности подтвердили, что цикл сна-бодрствования испытуемой «сдвинут» на более поздний период, составляя 24,5–24,8 часа. В течение двух суток рост мелатонина наблюдался у женщины примерно в 2:30 против 20–22 часов у контрольного участника, цикл сна-бодрствования которого не превышал 24,2 часа. Затем авторы секвенировали гены добровольцев, связанные с циркадными ритмами, дополнительно сравнив образцы испытуемой и четырех родственников.

 

Схема регуляции циркадных ритмов геном Cry1. Удаление экзона 11 приводит к накоплению криптохрома CRY1 в ядре клетки и усиленному подавлению Clock/Bmal1 / ©Alina Patke et al., Cell, 2017

 

В ходе работы ученые сосредоточились на генах семейств Per и Cry. Они кодируют криптохромы, которые, перемещаясь в ядро клетки, подавляют факторы транскрипции Clock/Bmal1. В отсутствие последних экспрессия криптохромов прекращается, и комплекс Clock/Bmal1 вновь активируется, замыкая 24-часовой цикл. Секвенирование показало, что ген Cry1 женщины содержит специфическую мутацию, в частности трансверсию (замену) аденина на цитозин в одном из аллелей. В результате замены нуклеотида подавление транскрипционного комплекса продлевается, увеличивая суточный цикл. Сопоставление образцов между родственниками также обнаружило, что единственной вариацией, связанной с циркадными ритмами, у членов семьи с DPSD была упомянутая мутация.

 

Кроме того, команда изучила цикл сна-бодрствования шести семей из Турции, 39 членов которых являлись носителями вариации. Это позволило определить, что, помимо засыпания на полчаса позже нормы и более (из-за чрезмерной активности криптохрома CRY1), дефект повышает риск фрагментированности сна и может наследоваться от одного или обоих родителей. В свою очередь, поиск по базам данных генетических вариантов показал, что среди европейцев мутация Cry1 встречается в 0,1–0,6 процентах случаев, или у каждого 75-го человека. Однако самостоятельно она не объясняет феномен «сов». Так, к людям, активность которых повышается в вечернее время суток, отнесла себя и соавтор работы Алина Патке (Alina Patke), хотя ее геном не содержит мутации этого гена.

 

Статья опубликована в журнале Cell.

 

Ранее стало известно, как биохимическая активность сигнальных молекул переводится на «язык» электрических импульсов клеток гипоталамуса — основного анатомического субстрата циркадных ритмов. В качестве «переводчика» выступил фермент, изменяющий активность нейронов в соответствии с 24-часовым циклом.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
7 часов назад
39 минут
Александр Березин

В июне 2020 года канадские астрономы рассчитали, что в Млечном Пути может быть пять миллиардов планет, похожих на Землю и вращающихся вокруг звезд, похожих на Солнце. Однако это лишь видимая часть айсберга обитаемых планет. Дело не только в том, что вокруг звезд других типов их больше: и сами условия на экзопланетах в других системах могут быть куда благоприятнее для жизни, чем у нас с вами. Попробуем понять почему.

10 часов назад
2 минуты
Sergei Sobol

Обращаете внимание, какой творческий подход проявляют дизайнеры при создании электрических мотоциклов? Каждый из них уникален своими особенностями, и наш сегодняшний фаворит – концептуальный электрический байк BMW Motorrad – не исключение. Он создан дизайнером из Валенсии Яго Валино (Iago Valino), вдохновившимся кастомными мотоциклами мастерской El Solitario. А эстетика байка навеяна культовыми мотоциклами Ural, в которые советские инженеры добавили собственный взгляд на традиции BMW.

Позавчера, 12:00
2 минуты
Илья Ведмеденко

Как следует из обнародованных материалов, дальность действия перспективной американской системы гиперзвукового оружия Long Range Hypersonic Weapon превышает 2775 километров.

7 часов назад
39 минут
Александр Березин

В июне 2020 года канадские астрономы рассчитали, что в Млечном Пути может быть пять миллиардов планет, похожих на Землю и вращающихся вокруг звезд, похожих на Солнце. Однако это лишь видимая часть айсберга обитаемых планет. Дело не только в том, что вокруг звезд других типов их больше: и сами условия на экзопланетах в других системах могут быть куда благоприятнее для жизни, чем у нас с вами. Попробуем понять почему.

10 часов назад
2 минуты
Sergei Sobol

Обращаете внимание, какой творческий подход проявляют дизайнеры при создании электрических мотоциклов? Каждый из них уникален своими особенностями, и наш сегодняшний фаворит – концептуальный электрический байк BMW Motorrad – не исключение. Он создан дизайнером из Валенсии Яго Валино (Iago Valino), вдохновившимся кастомными мотоциклами мастерской El Solitario. А эстетика байка навеяна культовыми мотоциклами Ural, в которые советские инженеры добавили собственный взгляд на традиции BMW.

Позавчера, 12:00
2 минуты
Илья Ведмеденко

Как следует из обнародованных материалов, дальность действия перспективной американской системы гиперзвукового оружия Long Range Hypersonic Weapon превышает 2775 километров.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

-
0
+
"DPSD диагностируется у 0,5–10 человек" Жуть, даже у половины человека эта хрень. У верхней или нижней? Диагностировался целый человек или только найденная где-то отдельно лежащей половина? Во втором случае я бы мог с уверенностью сказать что проблемы со сном для нее - наименьшие из всех.
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: