Русский Репортер: Где в клетке спрятаны часы
Соловьи поют днем, цикады вечером, домашние коты почему-то просят поесть с самого утра, а жители Петербурга и Мурманска часто мучаются бессонницей во время белых ночей. В каждом из нас тикают свои биологические часы — но какие именно процессы скрываются за движением их стрелок? Лауреаты Нобелевской премии 2017 года в области физиологии и медицины, американские исследователи Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг на примере мушек-дрозофил смогли разобрать этот механизм по шестеренкам и увидеть: часы спрятаны не только в каждом живом существе, но и почти в каждой клетке нашего организма. О том, что такое циркадные ритмы, как их не нарушить и можно ли из ?совы? переквалифицироваться в ?жаворонка?, рассказала доктор биологических наук, член Европейской ассоциации нейробиологов, профессор 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Марина Чернышева.
В?организме человека и?всех живых существ есть специальные сlock-белки?— вещества с?удивительными функциями, которые синтезируются во?всех клетках, имеющих ядро. Они выполняют роль маленьких часиков: часть белков активируется утром, запуская обмен веществ в?клетке, другие вечером, тормозя метаболизм. Их?взаимодействие проходит цикл от?20?до?28?часов, то?есть в?среднем около суток. Так и?получается циркадианный, или циркадный, ритм (от?латинского circa?— ?около? и?dies?— ?день?).
Механизм клеточных часов есть не?только у?плодовых мух, но?и?у?человека, растений, животных, цианобактерий и?даже у?грибов.
Исследования сlock-белков начались еще в?70-х годах, когда калифорнийские ученые смогли найти первый из??часовых? генов?— period, влияющий на?циркадный ритм. Их?работу продолжили сегодняшние лауреаты Нобелевской премии Джеффри Холл и?Майкл Росбаш из?Брандейского университета, а?также Майкл Янг из?университета Рокфеллера в?Нью-Йорке. Исследователям удалось изолировать ген period, а?также на?примере мушек-дрозофил увидеть, как белок PER, кодируемый этим геном, накапливается ночью и?разрушается днем, задавая такт работы множества клеток.
Если в?каком-то из?сlock-белков появляются мутации, то?нарушаются различные ритмы живого организма: сна и?бодрствования, двигательной активности, пищеварения.
Если человек не?спит по?ночам, это может привести не?только к?бессоннице или депрессии, но?и?к?диабету второго типа и?даже к?онкологическим заболеваниям.
Что?же влияет на?циркадные ритмы? Множество факторов: солнечный свет, изменения магнитного поля Земли, высокие дозы кислорода, разные токсические вещества. Работа ночью, длительные авиаперелеты, смена часовых поясов?— все это может сбить с?толку хрупкий механизм, однако постараться откалибровать свои клеточные часы все?же можно. Важную роль в?работе циркадных ритмов играют ретиноиды?— производные витамина?А, поэтому, чтобы нормализовать сон и?бодрствование, стоит почаще есть морковку и?другие красные овощи. Но?не?стоит пытаться кардинально перестроить работу своего организма?— к?примеру, из??совы? становиться ?жаворонком?.
За?эту особенность тоже ответственны наследуемые гены, поэтому любые попытки сдвинуть период активности, допустим, с?14?часов (как это бывает у??сов?) на?более раннее время могут закончиться самыми разными проблемами: от?бессонницы до?нарушений работы головного мозга.
Благодаря открытию циркадных ритмов мы?стали понимать один из?механизмов возникновения целой группы заболеваний. Получается, что, восстанавливая нормальное взаимодействие между сlock-белками, мы?сможем лечить, к?примеру, диабет второго типа и?другие недуги, причем на?генном уровне. Так что исследования нобелевских лауреатов, возможно, станут толчком к?новым открытиям?— в?первую очередь в?области медицины.