Выявлены шестеренки биологических часов человека

Циркадные ритмы — это внутренние биологические ритмы организма с периодом около 24 ч. Они заранее подготавливают организм, настраивая все физиологические процессы в соответствии с ежедневными изменениями в окружающем мире. Циркадные ритмы есть практически у всех живых организмов на планете, включая бактерии. У человека главный циркадный ритм — это цикл сна и бодрствования.

Исследователи из Гарвардской медицинской школы (Harvard Medical School), США, установили, с помощью каких белков работают молекулярные машины, которые контролируют точность действия циркадных ритмов человека.

Как рассказал руководитель исследования Чарльз Вейц (Charles Weitz), ученые и раньше предполагали, что ежедневная регуляция физиологических процессов контролируется специальными генами и их белками. Однако только сейчас, с помощью современных молекулярных методов с геномом, ученым удалось выделить 6 протеинов, напрямую связанных с циркадными ритмами.

К группе этих протеинов относятся: 3 период-белка (period proteins — PER), 2 криптохромных белка (cryptochrome proteins — CRY) и казеинкиназа-1 (casein kinase-1 — CK1). Все эти белки взаимодействуют с молекулярной машиной CLOCK-BMAL1, выявленной в ядре клетки и прикрепленной непосредственно к ДНК.

В ходе доклинических исследований, проведенных на животной модели, ученые установили, что концентрация PER и CRY в клетке изменчива. Примечательно, что период цикла максимума и минимума концентрации этих белков составляет ровно 24 ч и абсолютно не зависит от возраста, пола или состояния здоровья грызунов. При этом во время максимальной концентрации в клетке PER и CRY они проникают в ядро, где происходит их взаимодействие с системой CLOCK-BMAL1. После контакта — синтез и накопление этих 2 белков резко прекращается. Данный период длится около 12 ч, вплоть до минимальной их концентрации, затем протеины вновь начинают синтезироваться.

Что касается СК1, исследователи также выявили цикличность концентрации и активности данного белка. Однако этот протеин не контактировал с системой CLOCK-BMAL1 и его точки взаимодействия еще только предстоит изучить.

Все эти пептиды, а также их одинаковую концентрацию и независимость от внешних и внутренних факторов ученые выявили в клетках тканей головного мозга, печени и почек мышей.

По мнению Ч. Вейца, полученные данные — это первый шаг к пониманию и контролю такой сложной и точной биологической системы. Ученые надеются, что в будущем диагностика и коррекция циркадных ритмов позволит эффективно лечить бессонницу, хроническую усталость, депрессивные расстройства, а также заболевания обмена веществ и рак, которые также зависят от работы циркадных ритмов.

По материалам www.sciencedaily.com

Бажаєте завжди бути в курсі останніх новин фармацевтичної галузі?
Тоді підписуйтесь на «Щотижневик АПТЕКА» в соціальних мережах!