Ученые Оклендского университета обнаружили связанные с циркадными ритмами молекулярные маркеры, по которым можно предсказать смерть плодовых мушек Drosophila melanogaster за несколько дней до гибели насекомых. Статья исследователей опубликована в журнале Scientific Reports.
Узнайте больше в полной версии ➞Циркадными ритмами называют колебания интенсивности различных биологических процессов, связанные со сменой дня и ночи. Известно, что правильный суточный ритм увеличивает продолжительность жизни организма и уменьшает риск заболевания раком, а нарушение биоритмов, наоборот, провоцирует развитие возрастных заболеваний. Кроме того, показано, что с возрастом у человека возникают сдвиги в циклах сон-бодрствование.
Циркадные системы состоят из множества взаимодействующих нервных клеток-осцилляторов. Они формируют биологические часы организма и синхронизируются супрахиазматическим ядром (передняя область гипоталамуса) у млекопитающих, а у плодовых мушек — кластером из приблизительно 150 нейронов, в которых экспрессируются ключевые циркадные гены. Кроме этих центров существуют еще периферийные осцилляторы. Ученые не знали точно, обусловлено ли старение дефектами в центральных биологических часах или ослаблением синхронизации периферийных систем.
Исследователи изучили работу двух ключевых генов (в мозге и периферийных тканях), обеспечивающих работу циркадных ритмов у плодовых мушек — PERIOD и TIMELESS. В эксперименте были использованы насекомые 10-, 30- и 50-дневного возраста.
Оказалось, что, когда оба гена во всем организме мушек увеличивали свою активность и сбивались с ритма, то до смерти насекомых оставалось всего четыре дня. Эта корреляция наблюдалась не только у старых животных, но и у относительно молодых. Причина сбоя находилась в периферийных системах, в которых уровень экспрессии обоих генов, наоборот, падал, а синхронизация ослаблялась.