Циркадные ритмы, также известные как внутренние часы организма, координируют синхронизацию биохимических, физиологических и поведенческих процессов. Нарушение этих часов может вызвать несколько заболеваний, включая рак, сердечно-сосудистые заболевания и восприимчивость к инфекциям.
Цикл отдыха-бодрствования теперь лучше изучен благодаря исследованиям, проведенным Университета штата Массачусетс Амхерст на генетические мутации, влияющие на циркадные ритмы. Эта работа также дает свежий взгляд на то, как изучать болезни человека и, в конечном итоге, создавать новые методы лечения.
Нейробиолог Эрик Биттман, почетный профессор биологии, сказал: «Мы изучаем две мутации, обе из которых влияют на нашу способность реагировать на сдвиги в световом цикле. Оба ускоряют ход часов. Они показывают, насколько мы уязвимы для сбоев в светлом: темном графике».
Ученые идентифицировали рецессивную мутацию, которую они назвали Duper, как дефект гена циркадного регулятора Cryptochrome 1 (CRY1) сирийских хомяков. Они улучшили проект генома хомяка, используя быстрое картирование гомозиготности, в результате чего появилась передовая модель генетического исследования для изучения заболеваний человека.
Исследовательская группа сосредоточилась на влиянии стресса на генетически модифицированных хомяков. последующий документ только что опубликовано в PNAS. Ученые обнаружили ранее неизвестную роль CRY1 в сердечных заболеваниях и циркадных ритмах, то есть в синхронизации биологических часов с внешними сигналами.
Биттман объясняет, «Дупер ускоряет ход часов в постоянных условиях, и они могут смещаться на целых 180 градусов в ответ даже на краткий импульс света. Мы подозреваем, что это может иметь значение для понимания последствий смены часовых поясов и сменной работы».
«Органы тела переустанавливают свои часы с разной скоростью после нарушения циркадного ритма. Считается, что это временное смещение вызывает неблагоприятные последствия для здоровья, связанные ссменная работа. Почти все наши физиологические процессы ритмичны».
Продолжительность жизни кардиомиопатических хомячков сократилась из-за восьмичасового фазового сдвига, который имитировал смену часовых поясов каждые две недели. Однако более короткая продолжительность жизни мутантных хомяков была обращена вспять, потому что мутация ускорила их адаптацию к смене цикла свет-темнота.
Биттман — сказал, «Выводы имеют значение для точного определения путей, участвующих в биологических часах человека».
«Для людей с синдромом смены часовых поясов или миллионов посменных рабочих могут потребоваться дни, а иногда и недели, чтобы тело — различные органы — вернулись к своим нормальным временным отношениям. Многие из нас нарушить нашу циркадную систему когда мы подвергаемся воздействию света поздно вечером, например, когда смотрим на мобильные телефоны и экраны компьютеров. Может пройти пара недель, прежде чем ваш мозг установит правильную связь с печенью и почками».
«Исследование показывает, что мы все должны помнить о том, как окружающая среда влияет на нашу жизнь. биологические часы. В частности, больницы должны быть чувствительны к времени света и темноты в палатах пациентов. «Нам нужно обратить внимание на временные отношения между органами и между главными часами и мозгом и на то, как они регулируют часы в мозгу, а также в периферических органах, и быть чувствительными к свету: темной среде».
Справочник журнала:
- Чип Сиссон и др. Мутация duper раскрывает ранее не подозревавшиеся функции Cryptochrome 1 в циркадном увлечении и сердечных заболеваниях. PNAS, DOI: 10.1073 / pnas.2121883119
