Ученые выяснили, как распространенная мутация приводит к нарушению сна "сова" | Советы девушкам

Новое исследование, проведенное учеными из Калифорнийского университета в Санта-Крус, показывает, как генетическая мутация нарушает синхронизацию биологических часов, вызывая общий синдром сна, называемый расстройством задержки фазы сна.

Люди с этим заболеванием не могут заснуть до поздней ночи (часто после 2 часов ночи), и им трудно вставать утром. В 2017 году ученые обнаружили удивительно распространенную мутацию, которая вызывает это нарушение сна, изменяя ключевой компонент биологических часов , поддерживающих суточные ритмы организма. Новые результаты, опубликованные 26 октября в Трудах Национальной академии наук , раскрывают задействованные молекулярные механизмы и указывают путь к потенциальным методам лечения.

«Эта мутация оказывает драматическое влияние на характер сна людей, поэтому интересно определить конкретный механизм в биологических часах, который связывает биохимию этого белка с контролем поведения человека во сне», – сказала автор-корреспондент Кэрри Партч, профессор химии и биохимии. в Калифорнийском университете Санта-Крус.

Ежедневные циклы практически во всех аспектах нашей физиологии управляются циклическими взаимодействиями часовых белков в наших клетках. Генетические вариации, которые изменяют белки часов, могут изменять время часов и вызывать нарушения фазы сна. Укороченный цикл часов заставляет людей ложиться спать и просыпаться раньше, чем обычно (эффект «утреннего жаворонка»), в то время как более длинный цикл часов заставляет людей ложиться спать допоздна и спать (эффект «совы»).

По словам Партча, большинство известных мутаций, влияющих на часы, очень редки. Они важны для ученых как ключи к пониманию механизмов часов, но данная мутация может затронуть только одного человека из миллиона. Однако генетический вариант, выявленный в исследовании 2017 года, был обнаружен примерно у одного из 75 человек европейского происхождения.

По словам Партча, остается неясным, как часто эта конкретная мутация участвует в нарушении задержки фазы сна. Поведение во сне сложное – люди поздно ложатся по разным причинам, и расстройства бывает трудно диагностировать. Таким образом, открытие относительно распространенной генетической вариации, связанной с нарушением фазы сна, было поразительным событием.

«Этот генетический маркер действительно широко распространен», – сказал Партч. «Нам еще предстоит многое понять о роли удлиненных часов в отсроченном наступлении сна, но эта мутация явно является важной причиной позднего ночного поведения у людей».

Белки часов

Мутация затрагивает белок, называемый криптохромом , один из четырех основных тактовых белков. Два из часовых белков (CLOCK и BMAL1) образуют комплекс, который включает гены двух других (периода и криптохрома), которые затем объединяются, подавляя активность первой пары, таким образом выключаются и запускают цикл снова. Эта петля обратной связи является центральным механизмом биологических часов, управляя ежедневными колебаниями активности генов и уровней белка по всему телу.

Мутация криптохрома приводит к тому, что небольшой сегмент на «хвосте» белка остается вне поля зрения, и лаборатория Партча обнаружила, что это изменяет то, насколько сильно криптохром связывается с комплексом CLOCK: BMAL1.

«Вырезаемая область фактически контролирует активность криптохрома таким образом, чтобы часы работали в 24-часовом формате», – пояснил Партч. «Без этого криптохром связывает более плотно и каждый день увеличивает длину часов».

Связывание этих белковых комплексов включает карман, в котором отсутствующий хвостовой сегмент обычно конкурирует и мешает связыванию остальной части комплекса.

«От того, насколько плотно сложные партнеры привязаны к этому карману, зависит, насколько быстро идут часы», – объяснил Партч. «Это говорит нам, что мы должны искать лекарства, которые прикрепляются к этому карману и могут служить той же цели, что и криптохромный хвост».

Лаборатория Партча в настоящее время занимается именно этим, проводя скрининговые анализы для выявления молекул, которые связываются с карманом в молекулярном комплексе часов. «Теперь мы знаем, что нам нужно нацелить этот карман на разработку терапевтических средств, которые могли бы сократить время для людей с расстройством отсроченной фазы сна», – сказала она.

Партч уже много лет изучает молекулярные структуры и взаимодействия часовых белков. В исследовании, опубликованном ранее в этом году, ее лаборатория показала, как определенные мутации могут сокращать время, влияя на механизм молекулярного переключения, заставляя некоторых людей сильно скучать по утрам.

Она сказала, что новое исследование было вдохновлено статьей 2017 года о мутации криптохрома из лаборатории лауреата Нобелевской премии Майкла Янга из Университета Рокфеллера. Статья только что вышла, когда первый автор Джан Карло Парико присоединился к лаборатории Партча в качестве аспиранта, и он был полон решимости открыть молекулярные механизмы, ответственные за эффекты мутации.

Leave comment

Your email address will not be published. Required fields are marked with *.

шесть + 15 =