В мозге млекопитающих идентифицированы клетки-часы

Сотрудничество учёных из разных областей науки позволило изменить постулаты теории о работе биологических часов (фото Mino Belle).

Учёные из университетов Мичигана (University of Michigan) и Манчестера (University of Manchester) обнаружили в мозгах мышей «часовые клетки», которые определяют ход внутренних часов, регулирующих биологические ритмы организма.

В организме млекопитающих время «отсчитывает» регион мозга, называемый супрахиазматическим ядром (suprachiasmatic nuclei – SCN). Долгие годы биологи считали, что в течение дня клетки этого отдела посылают электрические сигналы быстро, а ночью медленно, что и определяло ход суточных ритмов. Все внутренние процессы организма якобы подстраивались под «стук» этого метронома.

Однако мичиганские математики Дэниел Форджер (Daniel Forger) и аспирант Кейси Дикман (Casey Diekman) предположили, что всё несколько сложнее, и построили компьютерную модель, соответствующую их представлениям.

Британцы Майно Белл (Mino Belle) и Хью Пиджинс (Hugh Piggins) решили проверить догадки своих американских коллег. Для этого они собрали информацию об образцах возбуждения SCN-клеток 400 мышей. Затем экспериментальные данные внесли в модель, и оказалось, что результаты предположений и реально наблюдаемых процессов совпадают.

Более детальное изучение столь сложного процесса позволит учёным создать таблетку от бессонницы и расстройства биоритмов в связи с переменой часовых поясов. Может быть, специалисты также научатся корректировать работу биологических часов и таким образом лечить заболевания, связанные с неправильным ходом «хронометра»: рак, болезнь Альцгеймера (фото с сайта dailymail.co.uk).

Выяснилось, что клетки супрахиазматического ядра делятся на два типа: «часовые» и «нечасовые», активные и «молчащие». Первые производят экспрессию гена per1, вторые – нет.

Ранее биологи снимали показатели смеси этих клеток, отсюда и неверные выводы относительно их работы. Форджер и его коллеги смогли заглушить одни и «послушать» другие. В результате оказалось, что активные клетки ядра в течение дня находятся в возбуждённом состоянии, но испускают электрические сигналы только в короткие периоды на рассвете и на закате (а не постоянно, как считалось ранее). Этот всплеск мозг рассылает всему остальному организму.

Несмотря на то что в опытах принимали участие только мыши, выводы можно перенести и на человека. Ведь «внутренние часы» всех млекопитающих схожи (кстати, подтвердить результаты на людях не получится, так как SCN расположено очень глубоко в мозге и недоступно для отдельного изучения).

Больше подробностей об исследовании можно узнать из статьи авторов работы, опубликованной в Science, и пресс-релиза университета Мичигана.

Читайте также о том, как сутки искусственно удлинили до 25 часов, как были обнаружены 12-часовые и 8-часовые биологические ритмы, а ещё о влиянии на «внутренние часы» еды и синего света.



Жонглирование благотворно влияет на мозг

12 октября 2009

Впервые осуществлена связь мозга с мозгом через Интернет

8 октября 2009

Исследователи извлекли числа и фотографии из голов испытуемых

29 сентября 2009

Лекарства и электричество заставили бегать парализованных грызунов

23 сентября 2009

Пациенты в коме способны на обучение

21 сентября 2009