Суточный цикл планеты отражается в биологии растений и животных. Даже на наши клетки влияет так называемый циркадный ритм, который связан со многими физиологическими процессами, включая обмен веществ, работу сердца и психическое здоровье, среди прочего. Дисфункция циркадного ритма также была связана с болезнями.
Исследователи определили, что ген под названием Npas4 может действовать как главный регулятор часов организма и помогает перевести часы организма на дневной свет. В новом исследовании, опубликованном в журнале Neuron, ученые использовали модель животных для оценки экспрессии генов на одноклеточном уровне в области мозга, которая, как известно, играет решающую роль в установлении суточного ритма, супрахиазматическом ядре (SCN). Активность генов исследовали после того, как животные подверглись воздействию света.
“Чтобы сбросить циркадные часы, вам, в конечном счете, необходимо сбросить их молекулярные механизмы”, — сказал руководитель исследования и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза Джозеф С. Такахаши, доктор философии, заведующий кафедрой неврологии в UTSW. Свет помогает установить циркадные часы, отметил Такахаши. Клетки в SCN реагируют на свет, воспринимаемый сетчаткой глаза.
В SCN, по-видимому, есть три разных типа нейронов в SCN, которые могут реагировать на световые сигналы. Во всех этих клетках активность изменилась в генах, на которые влияет белок, кодируемый Npas4 (белок нейронального домена PAS 4).
Когда была разработана модель мыши, в которой Npas4 не реагировал на свет, активность сотен генов циркадных часов была нарушена. Эти животные также набрали около часа в своих биологических часах, поэтому их суточный цикл увеличился до 25 вместо 24 часов. Эти данные указывают на то, что Npas4 управляет регуляцией некоторых генов, которые активируются светом, предположил Такахаши.
Эта работа дала нам некоторое новое представление о молекулярных механизмах суточных часов и, возможно, когда-нибудь поможет исследователям разработать терапевтические средства, которые могут смягчить негативные последствия нарушений суточного ритма, например, вызванных сменной работой, бессонницей или задержкой смены часовых поясов.
