Учёные нашли новые биологические часы

По этой гистограмме видно, что около трёх с половиной тысяч генов в печени (а это порядка 4% от всех носителей наследственной информации) включаются раз в сутки, ещё 260 – каждые 12 часов, а ещё 63 – по три раза в день (иллюстрация PLoS Genetics).

Всем известно о существовании у человека биологических часов, или суточных ритмов. Их ход координирует работу генов, которые активизируются каждые 24 часа. Теперь же учёные из двух американских университетов выяснили, что существуют и другие разновидности ритмов.

Биологические часы определяют периодичность многих физиологических процессов, а также влияют на поведение животных и даже на настроение. Обычно их «циферблат» соответствует 24 часам, но иногда на суточный ритм влияют приёмы пищи.

В любом случае такая биологическая регулировка помогает животным адаптироваться к изменениям в окружающей среде, происходящим в течение дня.

Учёные давно знают, что существуют гены, которые «включаются» биологическими часами раз в сутки. Теперь же генетики из медицинской школы университета Пенсильвании (University of Pennsylvania School of Medicine) и института Солка (Salk Institute for Biological Studies) обнаружили носители наследственной информации, которые включаются каждые 12 и даже 8 часов.

Активность генов в виде мозаичных рисунков. Жёлтым цветом показана экспрессия генов, превышающая среднее значение в два раза, голубым – менее 50% от среднего уровня. Чем короче циклы, тем менее стройной становится деятельность участков ДНК (иллюстрация Michael Hughes/ University of Pennsylvania School of Medicine).

Каждый час в течение двух суток специалисты проверяли работу печени мышей. С помощью новой методики контроля за работой генов они обнаружили не только новые биологические часы, но и в 10 раз больше участков ДНК (по сравнению с известными ранее), которые работают с периодичностью в 24 часа. Позже эксперимент повторили с пятью другими тканями организма.

О своём открытии генетики рассказали в статье, опубликованной в журнале PLoS Genetics.

«То, что мы нашли гены, включающиеся раз в 24 часа, не слишком нас удивило. Их количество было подавляющим. Но вместе с ними были обнаружены 12- и 8-часовые циклические изменения в работе ДНК», — рассказывает в пресс-релизе университета один из авторов работы Джон Ходжнеш (John Hogenesch).

При этом как суточные, так и 12-часовые изменения имеют вполне логическое объяснение (вторые примерно сигнализируют о восходе/закате), но откуда появились 8-часовые колебания? Биологи пока не могут ответить на этот вопрос.

Все полученные данные помогут в дальнейшем разработать лучшие методы лечения различных болезней, связанных с нарушением циркадных ритмов (к ним относятся рак, сердечно-сосудистые и возрастные расстройства, нарушение обмена веществ).

Узнайте также о том, как учёные удлинили сутки до 25 часов, повернули ход биологических часов вспять и создали первые искусственные биологические часы.



Кузнечики-паразиты не любят хард-рок

29 апреля 2009

Российские учёные определили роль нобелевского белка

28 апреля 2009

Геном коровы ускорит эволюцию сельского хозяйства

27 апреля 2009

Муравьи выбирают хорошие жилища простым голосованием

24 апреля 2009

Найдены рецепторы запаха болезни

23 апреля 2009