Международная группа биохимиков из Великобритании, Германии, США и
Швейцарии выявила ключевой для переключения клеточных часов белок.
Подробности приводятся в статье в журнале Cell, а краткий популярный рассказ представлен BBC News.
Исследователи проанализировали изменение активности генов в клетках
супрахиазматического ядра таламуса, небольшого участка мозга, который
получает нервные импульсы от сетчатки и за счет этого чувствителен к
смене дня и ночи. Они обнаружили, что свет вызывает экспрессию ряда
генов, один из которых, sik1, кодирует белок, играющий роль регулятора с
отрицательной обратной связью. Белок Sik1 подавляет экспрессию
активированных светом генов и за счет этого не дает им перевести
внутриклеточные часы в ответ на изменение светового режима.
В рамках эксперимента ученые избирательно подавили активность sik1 и
это облегчило подопытным мышам переход на другой режим со сдвигом
светового дня на шесть часов. Исследователи считают, что обнаруженный
ими эффект может помочь при разработке средств, помогающих ускорить
адаптацию к другому часовому поясу после авиаперелета. Кроме того, один
из авторов, Рассел Фостер из университета Оксфорда, подчеркнул важность
внутренних часов клетки не только в регуляции цикла бодрствования и сна,
но и в патогенезе психических заболеваний. Изучение связи внутренних
ритмов с различными генами и белками может, по мнению Фостера, помочь в
поиске лекарств против шизофрении.
Суточные циклы, называемые так же циркадными, характерны для
большинства исследованных биологами организмов. Они влияют на активность
генов и поддерживаются как за счет внешнего ритма (как правило,
освещенности), так и за счет независимых механизмов, основанных на
последовательной активации и подавлении активности нескольких генов.