Naukowcy odkryli gen odpowiedzialny za codzienne uruchamianie zegarów biologicznych
Ostatnia recenzja: 23.04.2024
Cała zawartość iLive jest sprawdzana medycznie lub sprawdzana pod względem faktycznym, aby zapewnić jak największą dokładność faktyczną.
Mamy ścisłe wytyczne dotyczące pozyskiwania i tylko linki do renomowanych serwisów medialnych, akademickich instytucji badawczych i, o ile to możliwe, recenzowanych badań medycznych. Zauważ, że liczby w nawiasach ([1], [2] itd.) Są linkami do tych badań, które można kliknąć.
Jeśli uważasz, że któraś z naszych treści jest niedokładna, nieaktualna lub w inny sposób wątpliwa, wybierz ją i naciśnij Ctrl + Enter.
Niemal wszystkie procesy zachodzące w ludzkim ciele podlegają zegarowi biologicznemu, w tym zmianie w cyklach "czuwania i czuwania".
Naukowcy z Instytutu Salk (USA) odkryli gen odpowiedzialny za codzienne uruchamianie zegara biologicznego. To odkrycie i interpretacja tego genu pomoże wyjaśnić genetyczne mechanizmy bezsenności, starzenia się i chorób przewlekłych, takich jak rak i cukrzyca, które pomogą w opracowaniu nowych skutecznych leków w leczeniu tych chorób.
"Nasze ciało to cała kolekcja zegarków" - mówi Satchidananda Panda, szefowa tego projektu. "Zasadniczo wiedzieliśmy, jaki mechanizm daje naszemu organizmowi nakaz zatrzymania się na noc, ale nie wiedział, co budzi nas rano. Teraz, odkąd odkryliśmy ten powód, możemy zbadać, jak nasze zegary biologiczne zużywają się w procesie starzenia się i rozwoju chorób przewlekłych. "
W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Science naukowcy opisują, w jaki sposób białko JARID1a, kodowane przez gen KDM5A, służy jako przełącznik aktywujący dla okołodobowych rytmów naszego ciała.
Odkrycie tego genu uzupełnia brakujące ogniwo w mechanizmie molekularnym, który kontroluje dzienny cykl snu i czuwania. Naukowcy wiedzieli, że główną rolę w zegarku biologicznym odgrywa białko PERIOD (PER), którego ilość w każdej komórce wzrasta i maleje co 24 godziny. Głównymi powodami zwiększenia poziomu białka w PER są geny CLOCK i BMAL1. Osiągając maksymalny poziom do końca dnia, białko PER hamuje aktywność genów CLOCK i BMAL1, obniżając w ten sposób swój własny poziom.
Zmniejszenie poziomu białka PER prowadzi do obniżenia ciśnienia tętniczego, zmniejszenia częstości akcji serca, spowolnienia procesów umysłowych. Jednak do tej pory dokładny powód do przezwyciężenia nocnego hamowania funkcji organizmu każdego ranka białkami białkowymi CLOCK i BMAL1 pozostawał nieznany.
Naukowcy ustalili, że odkryte przez nich białko JARID1a reaktywuje się każdego ranka z białkami CLOCK i BMAL1. Potwierdzeniem tego był eksperyment, w którym naukowcy wykorzystali genetycznie zmodyfikowane myszy pozbawione genu kodującego JARID1a. W rezultacie poziom białka PER nie wzrósł do poziomu początkowego. Zwierzęta straciły poczucie czasu, nie wiedząc, kiedy spać i kiedy się obudzić. Rytmy okołodobowe zaczęły działać, gdy zwierzętom wstrzyknięto preparaty, które naśladowały działanie JARID1a.
„Teraz, gdy wiemy, że jest aktywatorem naszego rytmu dobowego, mamy nowy kierunek w badaniach zaburzenia rytmu dobowego, rozwój nowych leków na bezsenność, cukrzycy i zespołu metabolicznego”, konkluduje Panda.
[