Ученые научились контролирует биологические часы клеток

Новое исследование группы международных ученых может привести к лечению различных состояний, включая расстройство сна.

«Мы предлагаем новый подход для точного управления функцией циркадных часов с помощью света», - объясняет биохимик ITbM Цуёси Хирота. «Циркадные часы контролируют ежедневные ритмы нашей физиологии. Их дисфункция связана со многими заболеваниями, такими как нарушение сна, метаболические заболевания и рак. Новый способ управления циркадными часами может выявить механизмы молекулярных часов и сформировать основу терапии для болезней, связанных с циркадными часами».

Подход исследователей включал управление молекулой под названием longdaysin, которая, как они обнаружили, регулирует клеточные циркадные часы. Longdaysin связывается с ферментом, называемым CKI, ингибируя его активность и удлиняя время для биологических часов, чтобы пройти один цикл сна-бодрствования.

Чтобы контролировать этот процесс, команда включила химическую «клетку» в лунный день, которая реагирует на свет, называемую фото-съемной защитной группой (PPG). В темноте PPG предотвращал связывание longdaysin с CKI. Когда соединение подвергалось воздействию ультрафиолетового или пурпурного света, PPG высвобождает longdaysin, позволяя ему связываться и ингибировать CKI. Процесс прошел успешно в клетках человека, мышиной ткани и личинках рыбок данио.

Такой уровень контроля долгоживущей активности со светом может привести к разработке терапевтических средств для корректировки тактового периода у людей с состоянием, называемым семейной расширенной фазой сна. Генетические мутации, связанные с CKI, приводят к состоянию, в результате которого человек очень ненормально засыпает очень рано вечером, и поэтому рано ложится спать, просыпается и очень энергичен очень рано утром.

Ученые говорят, что их исследование могло бы также помочь дальнейшим исследованиям циркадной организации у млекопитающих, выявлению взаимосвязи между нарушением циркадных часов и развитием болезни, а также поиском терапевтических средств, которые используют светозависимую регуляцию для лечения заболеваний, связанных с циркадными часами.

Затем команда планирует манипулировать циркадными часами в клеточных популяциях и исследовать, как циркадные часы в отдельных клетках взаимодействуют друг с другом, пишет phys.org.