Нобелевскую премию по медицине дали за исследование циркадных ритмов

    Сегодня были объявлены лауреаты Нобелевской премии по физиологии и медицине. Ими стали американские биологи Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг. Они получили награду за коллективное исследование молекулярных механизмов регулирования циркадных ритмов. Атлас рассказывает, как они работают и почему это важно.




    Что такое циркадные ритмы


    Это циклы смены сна и бодрствования, которые связаны с суточным вращением Земли. За миллионы лет эволюции организмы по-разному приспособились к нему: кто-то с рассветом просыпается, кто-то ложится спать. Ритмы сохраняются в изоляции от солнечного света: если цветы поставить в тёмное место, они всё равно будут раскрываться с рассветом и поникать к ночи.

    Как проявляются циркадные ритмы


    Биологические часы человека в течение дня управляют процессами в организме, определяют уровень работоспособности и физической активности. На протяжении 24 часов изменяются температура тела, обмен веществ, концентрация некоторых гормонов.



    По тому как распределяется время активности и спада в течение дня, людей условно делят на три хронотипа. Это известные «жаворонки», «совы» и «голуби». «Жаворонки» легко встают рано утром и активны в первой половине дня. «Совы» самостоятельно пробуждаются поздно, в 9–10 часов утра; их пики активности приходятся на вечернее и ночное время. «Голуби» — промежуточный тип между «жаворонками» и «совами».

    Еще одно проявление биологических часов — джетлаги после длительных перелетов и резкой смены часовых поясов, когда организм продолжает ложиться спать и вставать по старому времени, а попытки заснуть «как положено» не приносят результата.

    Нарушение циркадных ритмов может приводить к бессоннице, повышает риск ожирения и депрессии.

    Что открыли ученые



    Используя плодовых мушек в качестве модельного организма, американские ученые определили ген, который поддерживает нормальный суточный ритм. Его назвали PER (period). Он кодирует белок, который накапливается в клетках в течение ночи, а затем расщепляется в течение дня.

    Пока белок PER находится в клетке, он блокирует свой собственный синтез и таким образом запускает цикличную реакцию. Всё отлично — но как PER изначально оказывается в клетке?
    Ответ на этот вопрос тоже был найден. Ученые выяснили, что есть и другие белки, которые участвуют в регуляции циркадных ритмов. Один из них назвали TIM (timeless) — он кодирует белок, который связывается с TIM и помогает ему попасть в клетки. Другой ген — DBT (doubletime) — кодирует белок, которые задерживает накапливание белка PER.
    Понимание принципов работы циркадных ритмов поможет регулировать сон, питание, обмен веществ и улучшить качество жизни.
    «Атлас» 42,64
    Флагман персонализированной медицины в России
    Поделиться публикацией
    Похожие публикации
    Ой, у вас баннер убежал!

    Ну. И что?
    Реклама
    Комментарии 13
      0
      Отлично, теперь вместо кофе будем напрямую этот белок пить по утрам. А те, кто захочет, смогут модифицировать себе ген PER, чтобы вставать пораньше. Только что-то с 1984 года тут немного совсем подвижек в практическом плане…
        +2
        Скажите, а в вашем генетическом тесте как-нибудь отражена эта информация (и если нет, то будет ли)? Например, когда у меня лучшая работоспособность, во сколько рекомендовано засыпать и т.д.
          –1
          Ген жаворонков и сов сродни гену силы воли. Выдуманная хрень. На протяжении больше десяти лет я был явно выраженной «совой», вставал не раньше 11 (несколько лет — после часа дня). Сейчас свободно встаю в семь утра и бодр. Если не хотите менять свою жизнь, а ищите ответов во внешних факторах, то лучше обратитесь к знакам зодиака, там подскажут точнее, чем современная наука. В реале речь идёт только о сложившемся балансе, никакой предопределённости не существует.
            +9

            Скажем так, человек разумный он на то и человек разумный, что может управлять свойствами своей личности, но говорить, что генетической детерминированности поведения не существует вообще — абсолютно неверно. Что касается силы воли, то тут гены могут играть очень большую роль как раз потому, что подверженность стрессу и скорость выхода из него, реакция на внешние факторы — это же всё через рецепторы и другие системы происходит, а информация о рецепторе заложена в генах и нигде более. Тут можно провести аналогию с внешностью: мы привыкли, что люди разные на вид, но на анатомических картинках все выглядят одинаково (с поправкой на пол, разумеется) и отсюда создаётся ложное заблуждение, что там всё у всех одинаковое. Другое заблеждение, что есть "болезнь" (фенилкетонурия, Альцгеймер-ассоциированные мутации и прочее), а есть все остальные и они одинаковые. А вот нет! Простой пример — метаболизм соединений. Когда в 1995 году в токийском метро был распылён зарин оказалось, что кого-то он буквально убил на месте, а кто-то отделался лишь лёгким испугом, можно сказать. Причина? Кардинальные различия в молекулярной биологии отдельно взятых людей. А теперь представьте, что вместо зарина мы рассматриваем дофамин, адреналин и окситоцин или соматотропин. Суть то та же: есть некий химический/белковый агент, он


            1. Синтезируется в ответ на некий сигнал, восприятие которого различно от человека к человеку;
            2. Синтезируется со скоростью, которая отличается от человека к человеку;
            3. Взаимодействует со своими рецепторами со сродством, которое отличается от человека к человеку;
            4. Наконец, скорость деградации соединений в организме также отличается от человека к человеку.
              Важно отметить, что все 4 пункта контролируются генами практически полностью (это если не учитывать эпигенетику, к примеру, но эпигенетика всё таки фактор минорный в сравнении с самими генами, хотя и важный). В общем-то на всей этой основе индивидуальная медицина обороты и набирает.
              0
              Ваш комментарий замечателен и признаю, что про силу воли я загнул, как раз она оч. зависит от генетики. Остальное никак не связано с темой статьи, а, тем более с комментарием этого парня, который хочет посредством генетического теста (sic!) узнать, когда ему лучше вставать и работать.
                0

                Всё хорошо и правильно написали, но в 4 пункте забыли, что на метаболизм кроме генов очень влияет и состояние организма в целом и разных органов в частности.

              0
              дел.
              +7
              Ребят, ну как-то не спортивно выкатывать статью спустя два часа после предыдущей публикации, пусть ее и выкатил alizar. Причем его вариант более подробный.
                0
                Проспали
                0
                Ученые выяснили, что есть и другие белки (1), которые участвуют в регуляции циркадных ритмов. Один из них назвали TIM (timeless) — он кодирует белок, который связывается с TIM (2) и помогает ему попасть в клетки

                очевидно, (1) — «гены», (2) — «PER»?
                  0

                  Не совсем понял из статьи фразу:


                  который накапливается в клетках в течение ночи, а затем расщепляется в течение дня

                  Мы же не цветы и по фотосинтезу день и ночь различить не можем и в темноте циклы сохраняются, то есть, это следует читать как "накапливаются во время сна и расщепляются при бодрствовании"? Это не даёт ответ на вопрос почему "совы и жаворонки", зачем тогда они в статье упоминаются?

                    0
                    Белок и так расщепляется, только в течение ночи его концентрации не достаточно, чтобы подавить ген PER, который его вырабатывает. В какой-то момент белка становится много, его выработка приостанавливается, и его концентрация начинает естественным образом убывать. И так по кругу. Получается такая обратная связь.
                    +1
                    Понимание принципов работы циркадных ритмов поможет регулировать сон, питание, обмен веществ и улучшить качество жизни плодовых мушек.

                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                    Самое читаемое