Результаты нового исследования показывают, что ген Bmal1 не является важным регулятором циркадных ритмов.

Результаты нового исследования показывают, что ген Bmal1 не является важным регулятором циркадных ритмов.

Ген Bmal1 , обнаруженный по всему человеческому телу, считается важной частью основного молекулярного хронометра организма, но после его удаления из моделей на животных исследователи из Медицинской школы Перельмана при Университете Пенсильвании обнаружили, что ткани продолжают следовать 24-часовому ритму. Команда также обнаружила, что эти ткани могут следовать этому циркадному ритму – 24-часовым молекулярным часам, которые влияют на множество повседневных функций, от сна до метаболизма – даже при отсутствии внешних стимулов, которые могут влиять на цикл, таких как изменения света или температуры. Эти результаты показывают, что в то время как Bmal1Ген может сильно влиять на некоторые циркадные ритмы, процесс контролируется более сложной системой, и существуют другие движущие силы биологических часов. Исследование опубликовано в этом месяце в журнале Science .

Используя фибробласты кожи и срезы печени мышей, тканей, которые регулярно участвуют в исследованиях циркадных ритмов, исследователи из Пенсильвании удалили Bmal1 и изолировали ткань от света, температуры и других внешних факторов, которые запускают 24-часовую активность. Даже в этом состоянии ткани по-прежнему демонстрировали нормальные 24-часовые колебания – или циркадные реакции – в течение двух-трех дней на уровне генов и белков клеток. Открытие показывает, что текущее понимание циркадных ритмов не является полным, и закладывает основу для исследователей, чтобы привлечь внимание примерно к 30 конкретным генам и белкам, которые, по-видимому, регулярно функционируют с геном Bmal1 или без него .

«Циркадные ритмы на самом деле представляют собой иерархическую систему в нашем организме, и ген Bmal1 , по-видимому, важен для того, чтобы заставить часы мозга тикать. «Эти мозговые часы находятся в месте, называемом« супрахиазматическое ядро ​​», и похожи на дирижер оркестра», – сказал Ахилеш Б. Редди, магистр медицины, бакалавра гуманитарных наук , доктор философии , профессор фармакологии в Пенсильвании. «Мы обнаружили, что, к удивлению, если вы удалите проводник (удалив ген Bmal1 ),« музыканты »- ткани тела – могут продолжать играть в своем собственном 24-часовом темпе. Таким образом, хотя активный дирижер действительно влияет на оркестр и руководит им, его отсутствие не означает, что все циркадные процессы не происходят. Ткани и клетки тела («музыканты») по-прежнему имеют естественный ритм ».

При несоблюдении нормального режима сна поражаются многие ткани, и, следовательно, нарушается циркадный ритм. Клеткам кожи требуется сон, чтобы выполнять жизненно важный ремонт. Люди, которые работают в ночную смену, часто меняют смену или часто путешествуют, могут испытывать изменения в своем метаболизме, что приводит к непереносимости глюкозы и может со временем развить диабет 2 типа. И хотя причина не ясна, у женщин, работающих в ночную смену, повышена вероятность развития рака груди.

«Клетки по всему нашему телу выполняют одни функции в часы бодрствования, а другие – во время сна», – сказал Редди. «Раскрытие всех конкретных молекулярных механизмов, влияющих на циркадные ритмы, является обязательным условием для разработки методов лечения, направленных на решение проблем со здоровьем, возникающих при изменении ритма, например, при сменной работе».

В ближайшем будущем Редди и его коллеги планируют исследовать около 30 обнаруженных ими специфических белков, которые могут работать в присутствии Bmal1 или без него .

«Хотя результаты показывают, что наше понимание молекулярных циркадных ритмов как научное сообщество является неполным, мы рады теперь приблизиться к более полному пониманию ранее неизвестных процессов, которые управляют внутренними часами нашего тела», – сказал Редди.

Эта работа была выполнена в сотрудничестве с Институтом трансляционной медицины и терапии Пенна . Среди других авторов Пенна – Сандипан Рэй и Утам К. Валекунджа.

Это исследование было поддержано Европейским исследовательским советом (281348, MetaCLOCK), программой молодых исследователей EMBO, Институтом профилактической медицины Листера, старшим научным сотрудником Wellcome Trust в области клинических наук (100333 / Z / 12 / Z), а также организацией Francis Quick Institute, который получает основное финансирование от Cancer Research UK, UK Medical Research Council и Wellcome Trust (FC001534).

Ссылка на основную публикацию