Циркадні ритми, також відомі як внутрішній годинник організму, координують біохімічні, фізіологічні та поведінкові процеси. Збої в цьому годиннику можуть спричинити кілька захворювань, включаючи рак, серцево-судинні захворювання та сприйнятливість до інфекцій.
Цикл відпочинку-неспання тепер краще зрозумілий завдяки дослідженням Університет штату Массачусетс, Амхерст про генетичні мутації, які впливають на циркадні ритми. Ця робота також дає свіжий погляд на те, як вивчати хвороби людини та, зрештою, створювати нові методи лікування.
Нейробіолог Ерік Бітман, почесний професор біології, сказав: «Ми вивчаємо дві мутації, обидві з яких впливають на нашу здатність реагувати на зміни в циклі світла. Обидва вони прискорюють годинник. Вони показують, наскільки ми вразливі до збоїв у світлому: темному графіку».
Вчені ідентифікували рецесивну мутацію, яку вони називають Duper, як дефект у циркадному регуляторному гені криптохрому 1 (CRY1) сирійських хом’яків. Вони покращили проект геному хом’яка за допомогою швидкого картування гомозиготності, що призвело до створення передової моделі генетичних досліджень для вивчення захворювань людини.
Дослідницька група зосереджується на впливі стресу на генетично модифікованих хом’яків у a контрольний документ щойно опубліковано в PNAS. Вчені виявили раніше невідому роль CRY1 у серцевих захворюваннях і циркадному захопленні, яке є синхронізацією біологічного годинника із зовнішніми сигналами.
Бітман пояснює, «Duper прискорює годинник за постійних умов, і він може зміщуватися на цілих 180 градусів у відповідь навіть на короткий імпульс світла. Ми підозрюємо, що це може бути доречним для розуміння впливу часових поясів і позмінної роботи».
«Органи тіла перевстановлюють свої годинники з різною швидкістю після циркадного збою. Вважається, що це часове зміщення спричиняє несприятливі наслідки для здоров’я, пов’язані зпозмінна робота. Майже всі наші фізіологічні процеси є ритмічними».
Тривалість життя кардіоміопатичних хом’яків скоротилася через восьмигодинний фазовий зсув, який імітував часовий лаг кожні два тижні. Однак коротша тривалість життя хом’яків-мутантів була змінена, оскільки мутація прискорила їхню адаптацію до зміни циклу світло-темрява.
Бітман сказав, «Ці знахідки мають значення для точного визначення шляхів, задіяних у біологічних годинниках людини».
«Людям із часовим відставанням або мільйонам позмінних працівників можуть знадобитися дні, а іноді й тижні, щоб тіло — різні органи — повернулося до свого нормального тимчасового співвідношення. Багато з нас порушити нашу циркадіанну систему коли ми піддаємося впливу світла пізно ввечері, наприклад, коли дивимося на мобільні телефони та екрани комп’ютерів. Може знадобитися кілька тижнів, поки ваш мозок не налагодить належне співвідношення з печінкою та нирками».
«Дослідження показує, що всі ми повинні пам’ятати про те, як навколишнє середовище впливає на нас біологічні годинники. Зокрема, лікарні повинні бути чутливими до часу освітлення та темряви в кімнатах пацієнтів. «Нам потрібно звернути увагу на тимчасове співвідношення між органами та між головним годинником і мозком, а також на те, як він регулює годинник у мозку, а також у периферичних органах, і бути чутливими до світла: темного середовища».
Довідка з журналу:
- Чіп Сіссон та ін. Мутація duper розкриває раніше не підозрювані функції криптохрому 1 у циркадному захопленні та хворобах серця. PNAS. DOI: 10.1073 / pnas.2121883119
