Ученые из Нью-Йоркского университета объяснили, каким образом биологические часы контролируют активность нейронов. В ходе исследования они выявили функцию гена, который поможет бороться с расстройствами сна и со сбоем биологических часов.

Сомнологи уже давно знали, что биологические часы человека контролируют активность нейронов, но до недавнего времени не было ясно, как протекает этот процесс.

“Результаты исследования показали, как биологические часы контролируют деятельность нейронов, которые, в свою очередь, регулируют поведенческие ритмы”, – рассказал адъюнкт-профессор кафедры биологии Нью-Йоркского университета Джастин Блау.

Для того чтобы понять этот механизм, ученые исследовали циркадные ритмы плодовых мушек, которые обычно используются для исследований в этой области. Другие исследования “часовых” генов у плодовых мушек позволили выявить аналогично функционирующие гены у людей.

В своей работе ученые сосредоточились на восьми нейронах, которые контролируют периоды сна и бодрствования у плодовых мушек. В частности, ученые выделили гены, часть которых экспрессирует на рассвете, а другая часть – в сумерках.

В серии экспериментов специалисты уделили внимание одному гену, Ir, экспрессия которого гораздо выше в сумерках, чем при свете дня.

Авторы также обнаружили, что генетические манипуляции, которые смогут увеличить или уменьшить уровни Ir, влияют на поведенческие ритмы. Это значит, что с помощью таких манипуляций можно будет бороться с бессонницей и улучшать адаптацию организма к смене часовых поясов.

“Мы работали над исследованием в течение двух лет. Его целью было получение фундаментальных знаний о циркадных ритмах у таких простых организмов, как плодовые мушки. В свою очередь, эти знания помогут тем специалистам, которые работают с нарушением биологических часов у млекопитающих. Поэтому если когда-нибудь подобные исследования будут проведены с участием людей, это произойдет не в нашей лаборатории”, – рассказал РБК daily г-н Блау.

По словам руководителя Российского общества сомнологов Владимира Ковальзона, результаты американского исследования не являются открытием, так как работы, направленные на регулирование циркадных ритмов, велись уже давно.

“Подобных работ существует уже очень много. Буквально на днях в Москве состоялась презентация препарата, который изменяет работу биологических часов – ускоряет или замедляет ее”, – добавил г-н Ковальзон.

Ведущий научный сотрудник Института общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН Светлана Боринская поясняет, что суточные ритмы влияют не только на поведение, но и на многие физиологические функции.

“Нарушения в согласованной работе генов, регулирующих суточные ритмы, могут приводить к расстройствам сна, психическим и другим заболеваниям. Еще десять лет назад, когда был прочтен геном человека, извест­ный американский генетик Френсис Коллинз предсказал, что через немногие десятки лет многие болезни можно будет лечить, разработав методы, регулирующие работу генов. Для этого надо знать, какие гены на что влияют. И мухи, и люди имеют общие биохимические процессы, поэтому на плодовых мушках можно изучать гены, эти процессы регулирующие. У человека тоже есть гены, которые по определенным правилам меняют свою активность в течение суток. Кстати, именно эти гены могут “сбиваться с ритма” при переходах на зимнее и летнее время или при смене часовых поясов”, – добавила г-жа Боринская.

РБК daily