Сова чи жайворонок: знайдений ген, відповідальний за біоритми

Біогодинники виявилися не самодостатнім секундоміром, який диригує всіма біоритмами, а системою звірки часу.

Британські генетики виявили в геномі плодових мушок близько 80 генів, варіації в роботі яких визначають те, чи є та чи інша комаха, а можливо, і людина, "жайворонком" або "совою", йдеться в статті, опублікованій в журналі Frontiers in Neurology.

"Більша частина цих генів присутня і в геномі ссавців, що робить мушок хорошою стартовою платформою для аналогічних досліджень, що стосуються людини. Наприклад, більша частина з них пов'язана із сигнальним ланцюжком MAPK, який теж присутній в нашому ДНК і пов'язаний з розвитком багатьох видів раку", - розповідає Еран Таубер з університету Лейчестера.

Таубер і його колеги змогли розкрити генетичну підоснову "жайворонків" і "сов" завдяки довгим і копітким спостереженнями за популяціями мушок-дрозофіл, які живуть в дикій природі.

Як пояснюють вчені, всі лабораторні породи цих комах є своєрідними "жайворонками" - як правило, дорослі особини мушок вилуплюються рано вранці або вдень. Автори статті припустили, що в дикій природі можуть існувати й дрозофіли- "сови", що залишають лялечки ввечері або вночі.

Через кілька тижнів спостережень біологам вдалося знайти кілька подібних підвидів дрозофіл. Автори статті зібрали кілька личинок, лялечок і дорослих особин цих мушок, проаналізували їхні ДНК і порівняли активність їхніх генів з тим, як вони працюють в організмі лабораторних "жайворонків".

Як виявилося, той і інший спосіб життя задаються відмінностями в структурі або в "читаності" близько восьми десятків генів в ДНК мушок. Ці зміни відбивалися не тільки на тому, як працював сам ген, а й на тому, як функціонувала клітина. Наприклад, перемикання одного з генів з "жайворонкового" в "совиний" режим змушувало клітку переходити на використання зовсім іншого ланцюжка гормонів або ферментів, що вирішує ту ж задачу зовсім іншим хімічним шляхом.

"Найцікавіше в нашому відкритті полягає в тому, що всі ці гени відповідають не за роботу біологічних "годинників", а за функціонування різних ланцюжків сигнальних молекул в наших клітинах. Це принципово змінює наші погляди на те, чим є наш біогодинник - він не є самодостатнім секундоміром, який диригує всім біоритмами, а своєрідною системою звірки часу, яка взаємодіє з навколишнім середовищем ", - пояснює Еціо Розато, інший автор статті.

Вчені сподіваються, що подальше вивчення цих генів допоможе нам поліпшити наші уявлення про те, як працює біологічний "годинник" людини і як його роботу можна коригувати при порушеннях режиму сну або при переїзді в інший часовий пояс.

Раніше вчені з Кембриджського університету з'ясували, що довгий сон збільшує ризик виникнення інсульту.