Международная группа биохимиков из Великобритании, Германии, США и Швейцарии выявила ключевой для переключения клеточных часов белок. Подробности приводятся в статье в журнале Cell, а краткий популярный рассказ представлен BBC News.
Исследователи проанализировали изменение активности генов в клетках супрахиазматического ядра таламуса, небольшого участка мозга, который получает нервные импульсы от сетчатки и за счет этого чувствителен к смене дня и ночи. Они обнаружили, что свет вызывает экспрессию ряда генов, один из которых, sik1, кодирует белок, играющий роль регулятора с отрицательной обратной связью. Белок Sik1 подавляет экспрессию активированных светом генов и за счет этого не дает им перевести внутриклеточные часы в ответ на изменение светового режима.
В рамках эксперимента ученые избирательно подавили активность sik1 и это облегчило подопытным мышам переход на другой режим со сдвигом светового дня на шесть часов. Исследователи считают, что обнаруженный ими эффект может помочь при разработке средств, помогающих ускорить адаптацию к другому часовому поясу после авиаперелета. Кроме того, один из авторов, Рассел Фостер из университета Оксфорда, подчеркнул важность внутренних часов клетки не только в регуляции цикла бодрствования и сна, но и в патогенезе психических заболеваний. Изучение связи внутренних ритмов с различными генами и белками может, по мнению Фостера, помочь в поиске лекарств против шизофрении.
Суточные циклы, называемые так же циркадными, характерны для большинства исследованных биологами организмов. Они влияют на активность генов и поддерживаются как за счет внешнего ритма (как правило, освещенности), так и за счет независимых механизмов, основанных на последовательной активации и подавлении активности нескольких генов.