Ученые из института Солка идентифицировали ген, который регулирует сон и биоритмы пробуждения у человека.
Открытие гена, названого Lhx1, поможет специалистам разработать новую стратегию лечения проблем сна, связанных с работой в ночную смену, частой сменой временных поясов или вызванными различными заболеваниями.
«Вполне возможно, что тяжесть многих деменции связана с нарушениями сна. Если мы сможем восстановить нормальный сон, мы сможем решить половину проблем», – говорит автор исследования, доцент Satchidananda Panda.
Каждая клетка в организме имеет свои «часы» – синхронное изменение количества белков в течение 24 часов. Тактовую ответственность за создание циклических циркадных ритмов и синхронизацию работы всех клеток организма несет супрахиазматическое ядро (SCN), небольшая область, содержащая около 20000 нейронов, размещенных в гипоталамусе мозга.
Больше, чем в других областях мозга, нейроны SCN находятся в тесном и постоянном контакте друг с другом. Это тесное взаимодействие, в сочетании с воздействием света и темноты поддерживает этот механизм синхронизованным. Тесная связь этих клеток также помогает организму быть устойчивым к изменениям. В результате длительных периодов воздействие света клетки SCN уменьшаются на половину.
Исследователи определили 213 изменений экспрессии генов, которые были уникальны для SCN. Из них только один был подавлен в ответ на свет: Lhx1.
«Никто не предполагал, что Lhx1 так хитро связан с функцией SCN. Lhx1 известен своей ролью в развитии нервной системы: мыши без этого гена не выживают. Но в первый раз он был определен в качестве главного регулятора генов цикла смены света и темноты, – говорит соавтор исследования Shubhroz Gil.- Lhx1 участвует в развитии нервной системы: это так важно, что мыши без этого гена не выживают».
При записи электрической активности SCN у животных с уменьшенными количествами белка Lhx1, исследователи увидели, что нейроны SCN не были синхронными друг с другом, несмотря на ритмичную индивидуальность.
«Нейроны не общаются друг с другом без участия этой молекулы, – говорит автор статьи, Ludovic Mure. – Следующим шагом мы хотим понять, как именно Lhx1 влияет на экспрессию генов, которые создают эту синхронность».
В будущем группа ученых планирует создать клеточный регенеративный метод лечения, который смог бы восстановить SCN и уменьшить проблемы со сном.
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Hatori, Megumi; Gill, Shubhroz; Mure, Ludovic S; Goulding, Martyn; O’Leary, Dennis Dm et al Lhx1 maintains synchrony among circadian oscillator neurons of the SCN // eLife – p. e03357
Врач кардиолог, терапевт, врач функциональной диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
