Найдена молекула, ответственная за "перевод" биологических часов

Доказано, что свет играет ключевую роль в синхронизации наших «биологических часов». Новое исследование британских ученых показало, что существуют также особые молекулы, отвечающие за этот процесс. Специалисты из Университета Лондона проследили влияние света на механизм циркадных (биологических) часов на примере мушек-дроздофилов. Они установили молекулу, непосредственно участвующую в передаче информации о времени суток нашим внутренним часам и назвали ее звучным именем QUASIMODO (QSM).

Ральф Станевски, профессор нейробиологии из Колледжа королевы Мэри при Лондонском Университете объясняет:

«Циркадные часы регулируют ритмические биологические процессы у многих живых организмов. Самыми известными примерами служат наши ритмы сна и бодрствования. Эти циклы подчиняются нашим внутренним часам, которые сообщают нам о том, что пора спать или просыпаться. Если наши внутренние часы приходят в диссонанс с окружающей обстановкой (что часто наблюдается при смене часовых поясов), внутренние часы какое-то время будут продолжать посылать сигналы в соответствии с вашим часовым поясом. Это показывает, что внутри нас имеется таймер, и его необходимо «переводить» подобно самым обычным наручным часам, когда вы перемещаетесь за пределы привычного часового режима».

Ранее ученые установили особый циркадный фоторецептор криптохром (CRYPTOCHROME), который действует непосредственно в тех нейронах мозга насекомых, которые относятся к системе биологических часов. Как у насекомых, так и у млекопитающих в синхронизации внутренних биологических часов задействованы визуальные и специальные циркадные фоторецепторы. Анализируя криптохромы, ученые обнаружили, что должен существовать некий дополнительный путь передачи информации о свете циркадным часам. Когда они продолжили разработки, то пришли к выводу о наличии белка QSM.

Оказалось, что синтез этого белка значительно усиливается в ответ на световой сигнал. Между QUASIMODO и другим белком циркадной системы — TIMELESS (TIM) выявилась обратная связь, то есть увеличение содержания первого снижало концентрацию второго. Колебания белка TIMELESS отражают время суток; именно он сообщает дрозофилам, что пора спать или «бодрствовать». Но переключателем для самого TIMELESS служит именно QUASIMODO, реагирующий на свет и, таким образом, являющийся «эталоном времени»: именно с его помощью мозг насекомых отличает день от ночи.

По словам исследователей, такая двойная система регуляции суточного ритма с участием криптохрома и QUASIMODO может быть характерна и для человека. В этом случае именно QUASIMODO помогает нам перестроиться под новый суточный ритм при смене часовых поясов.

Результаты исследования были представлены в журнале Current Biology.