Команда біологів, фізіологів і неврологів виявила важливу регуляторну молекулу ДНК, яка відповідає за амплітуду циркадних ритмів. Поки дослідження проводили лише на культивованих клітинах миші, однак вчені впевнені, що аналогічний ген є і у людини.
Циркадні ритми – 24-годинні цикли, що працюють у фоновому режимі, щоб людина могла виконувати основні функції. Один з найбільш важливих і добре відомих таких ритмів – цикл сну і неспання. Різні системи нашого тіла слідують циркадним ритмам, які синхронізуються з «головним годинником» в головному мозку. На них безпосередньо впливають сигнали навколишнього середовища, особливо світло, тому біологічний годинник прив’язані до зміни дня і ночі.
При правильному узгодженні циркадний ритм сприяє повноцінному і відновлювальному сну, а коли він порушується, виникають серйозні проблеми з нічним відпочинком, в тому числі безсоння. Крім цього, циркадні ритми відіграють важливу роль в різних аспектах фізичного і психічного здоров’я. Ці циклічні коливання інтенсивності різних біологічних процесів зустрічаються не тільки у людини: майже кожен живий організм – від ссавців і рослин до деяких мікроорганізмів і грибів – має внутрішній годинник.
Вчених давно турбує питання: а як діють циркадні ритми? І завдяки дослідженню команди біологів, фізіологів і неврологів з Технологічного інституту Вірджинії, Південно-Західного медичного центру Техаського університету (США) і Медичного університету Кіото (Японія) ми стали на крок ближче до розгадки. Робота опублікована в журналі Genes & Development.
Коли в 1990 році стартував проєкт «Геном людини», що координується Міністерством енергетики та Національними інститутами охорони здоров’я США (його мета – визначити послідовності з трьох мільярдів пар хімічних основ, складових ДНК людини, і виявити приблизно 20-25 тисяч генів), вчені були впевнені, що більша частина нашого геному складається з «традиційних» генів. Адже вважалося, що вони відповідають за унікальні риси, такі як колір очей і волосся, зріст, вага і так далі. Але фахівці помилялися.
«Виявилося, лише на два відсотки нашого геному припадають” традиційні “гени, а решта, мабуть, -” нетрадиційні “. Були суперечки про те, чи важливі ці нетрадиційні гени: деякі впевнені, що це сміттєва ДНК, в той час, як інші говорять, що у таких генів теж є важливі функції », – розповіла Шіхоко Кодзіма, доцент кафедри біологічних наук Технологічного коледжу Вірджинії, провідний автор роботи. Але все більше досліджень свідчать, що нетрадиційні гени – хоча б деякі з них – важливі для різних біологічних процесів, наприклад нейрональної активності, імунних функцій, диференціації клітин, розвитку хвороб, включаючи рак, нейродегенерацію і вроджені генетичні захворювання.
І, як з’ясували вчені, один такий незвичайний ген може управляти циркадним ритмом організму. Дослідницька група визначила новий ген Per2AS на мишачих зразках в чашці Петрі: він контролює цикл сну і неспання, відповідає за амплітуду ритмів, але не кодує послідовність білків, тобто відноситься до так званої сміттєвої ДНК. «Робота тривала дев’ять років. Було важко з’ясувати, в чому завдання цього гена, оскільки він не кодується, – додала Кодзіма. – Вчені накопичили багато знань і інструментів, щоб з’ясувати функцію традиційних генів. Однак ці інструменти не так просто застосувати до нетрадиційних генів начебто Per2AS, адже більшість інструментів створили на основі унікальних характеристик, спільних саме для традиційних генів ».
За словами авторів дослідження, такий же ген безумовно є і у людей. Але поки не ясно, чи має людська версія Per2AS ті ж функції, що мишача. «У більшості організмів, що живуть на Землі, є циркадні ритми, оскільки це внутрішня система синхронізації, важлива для адаптації до щоденних змін навколишнього середовища, вона викликана обертанням Землі. Циркадні ритми людини не надто відрізняються від біологічного годинника гризунів або комах », – зазначили вчені. Тепер вони планують вивчити Per2AS на моделі живих гризунів і дізнатися, чи присутній він в організмах інших істот.
Натхнення: naked-science.ru