Срочные новости раздела
Ученые открыли новый ген циркадных ритмов

Ученые открыли новый ген циркадных ритмов

Команда биологов, физиологов и неврологов обнаружила важную регуляторную молекулу ДНК, которая отвечает за амплитуду циркадных ритмов. Пока исследование проводили лишь на культивируемых клетках мыши, однако ученые уверены, что аналогичный ген есть и у человека.

© Stefan Klein

Циркадные ритмы — 24-часовые циклы, работающие в фоновом режиме, чтобы человек мог выполнять основные функции. Один из наиболее важных и хорошо известных таких ритмов — цикл сна и бодрствования. Различные системы нашего тела следуют циркадным ритмам, которые синхронизируются с «главными часами» в головном мозге. На них напрямую влияют сигналы окружающей среды, особенно свет, поэтому биологические часы привязаны к смене дня и ночи.

При правильном согласовании циркадный ритм способствует полноценному и восстанавливающему сну, а когда он нарушается, возникают серьезные проблемы с ночным отдыхом, в том числе бессонница. Помимо этого, циркадные ритмы играют важную роль в различных аспектах физического и психического здоровья. Эти циклические колебания интенсивности различных биологических процессов встречаются не только у человека: почти каждый живой организм — от млекопитающих и растений до некоторых микроорганизмов и грибов — имеет внутренние часы.

Ученых давно заботил вопрос: но как действуют циркадные ритмы? И благодаря исследованию команды биологов, физиологов и неврологов из Технологического института Вирджинии, Юго-Западного медицинского центра Техасского университета (США) и Медицинского университета Киото (Япония) мы стали на шаг ближе к разгадке.

Когда в 1990 году стартовал проект «Геном человека», координируемый Министерством энергетики и Национальными институтами здравоохранения США (его цель — определить последовательности из трех миллиардов пар химических оснований, составляющих ДНК человека, и выявить приблизительно 20-25 тысяч генов), ученые были уверены, что большая часть нашего генома состоит из «традиционных» генов. Ведь считалось, что они отвечают за уникальные черты, такие как цвет глаз и волос, рост, вес и так далее. Но специалисты ошибались.

«Оказалось, лишь на два процента нашего генома приходятся “традиционные” гены, а остальные, по-видимому, — “нетрадиционные”. Были споры о том, важны ли эти нетрадиционные гены: некоторые уверены, что это мусорная ДНК, в то время как другие говорят, что у таких генов тоже есть важные функции», — рассказала Шихоко Кодзима, доцент кафедры биологических наук Технологического колледжа Вирджинии, ведущий автор работы. Но все больше исследований свидетельствуют, что нетрадиционные гены — хотя бы некоторые из них — важны для различных биологических процессов, например нейрональной активности, иммунных функций, дифференциации клеток, развития болезней, включая рак, нейродегенерацию и врожденные генетические заболевания.

И, как выяснили ученые, один такой необычный ген может управлять циркадными ритмами организма. Исследовательская группа определила новый ген Per2AS на мышиных образцах в чашке Петри: он контролирует цикл сна и бодрствования, отвечает за амплитуду ритмов, но не кодирует последовательность белков, то есть относится к так называемой мусорной ДНК. «Работа продолжалась девять лет. Было трудно выяснить, в чем задача этого гена, поскольку он был некодирующим, — добавила Кодзима. — Ученые накопили много знаний и инструментов, чтобы выяснить функцию традиционных генов. Однако эти инструменты не так просто применить к нетрадиционным генам вроде Per2AS, ведь большинство инструментов создали на основе уникальных характеристик, общих именно для традиционных генов».

По словам авторов исследования, такой же ген определенно есть и у людей. Но пока не ясно, имеет ли человеческая версия Per2AS те же функции, что мышиная. «У большинства организмов, живущих на Земле, есть циркадные ритмы, поскольку это внутренняя система синхронизации, важная для адаптации к ежедневным изменениям окружающей среды, она вызвана вращением Земли. Циркадные ритмы человека не слишком отличаются от биологических часов грызунов или насекомых», — отметили ученые. Теперь они планируют изучить Per2AS на модели живых грызунов и узнать, присутствует ли он в организмах других существ.

Статья опубликована в журнале Genes & Development  Источник: naked-science.ru

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Избранные астрономические события месяца (время всемирное):
подробнее...

РИА Новости. Шведские биологи, используя новую технологию геолокации, зафиксировали рекордные скорости перемещения стрижей по планете, которые превосходят самые смелые прогнозы ученых. Стрижи известны
подробнее...

Коллектив ученых использовал когерентное рентгеновское излучение, доступное на новейших синхротронных источниках, чтобы установить массу всех 46 хромосом человека. Их вес оказался больше, чем
подробнее...

Ученые из России и Германии cоздали полногеномный атлас изменений альтернативного сплайсинга при пре- и постнатальном развитии семи органов у шести видов млекопитающих и курицы.
подробнее...

Связи между нервными клетками принято считать «односторонними». От аксона первого нейрона через место контакта — синапс — возбуждение передается на дендритный отросток следующего. И хотя в целом это
подробнее...

Международная команда ученых усовершенствовала метод птихографии, что позволило подобраться к физическим ограничениям его разрешающей способности. В полученной ими картинке видны отдельные атомы, а
подробнее...

РИА Новости. Физики, работающие на детекторе ALICE Большого адронного коллайдера в ЦЕРНе, выяснили, что случилось с кварк-глюонной плазмой — самой ранней материей из когда-либо существовавших — в
подробнее...

Новый штамм почвенного грибка Metarhizium brunneum может дать человечеству возможность  победить клеща варроа , опасного паразита медоносных пчел. В отличие от других штаммов Metarhizium, новый штамм
подробнее...

Палеонтологи из Университета штата Вашингтон (США) провели анализ окаменелостей Micropholis stowi, амфибии размером с саламандру, которая жила в раннем триасе – вскоре после крупнейшего на Земле
подробнее...

Старение — сложный и многоэтапный процесс, проявляющийся как прогрессирующая деградация частей и систем организма, которое ведет к развитию хронических возрастных болезней, например рака, диабета,
подробнее...

Шимпанзе — один из самых эволюционно близких к человеку видов животных, поэтому на их примере удобно изучать развитие зачатков культуры. Среди подобных явлений выделяют особые жесты руками, связанные
подробнее...

Исследователи СПбГУ создали новую теорию диффузионных экспериментов ЯМР для изучения амилоидных фибрилл — ключевых факторов, провоцирующих различные формы деменции, включая болезнь Альцгеймера. Взяв
подробнее...

Известно, что пол ещё не вылупившегося детеныша рептилии определяется температурой окружающей среды. Результаты нового исследования показывают, что эмбрионы многих видов животных также во многом
подробнее...

Согласно новому исследованию, попытка иммунной системы уничтожить бактерии сальмонеллы из желудочно-кишечного тракта вместо этого способствует колонизации кишечного тракта и выделению фекалий.
подробнее...

Исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме (Израиль) определили молекулярные факторы, которые отличают птиц от животных, и эти различия позволяют птицам взмахивать крыльями и взлетать в
подробнее...

Клетки растений, животных и грибов упаковывают ДНК в ядро двумя разными способами — некоторые хромосомы выглядят как скомканные шарики, а другие — как плоские листы бумаги, — пишет sciencenews.org со
подробнее...

Ученые обнаружили, что коловратки, извлеченные из вечной мерзлоты в Северо-Восточной Сибири, оказались живыми и способными размножаться, несмотря на то, что они, по данным радиоуглеродного
подробнее...

Исследователи из Льежского университета (Бельгия), Королевского бельгийского института естественных наук и Музея Нью-Олбани (Южная Африка) обнаружили в Южной Африке древнейшие ископаемые растений,
подробнее...