Биологи нашли гены, превращающие индивидов в "сов" или "жаворонков"
Британские генетики выяснили, что люди или, в данном случае, насекомые, становятся "жаворонками" или "совами" не из-за сбоев в работе их биологических часов, а из-за различий в устройстве и работе восьми десятков генов, не связанных напрямую с биоритмами.
Британские генетики обнаружили в геноме плодовых мушек около 80 генов, вариации в работе которых определяют то, является ли то или иное насекомое, а возможно, и человек, "жаворонком" или "совой", говорится в статье, опубликованной в журнале Frontiers in Neurology.
"Большая часть этих генов присутствует и в геноме млекопитающих, что делает мушек хорошей стартовой платформой для аналогичных исследований, касающихся человека. К примеру, большая часть из них связана с сигнальной цепочкой MAPK, которая тоже присутствует в нашей ДНК и связана с развитием многих видов рака", - рассказывает Эран Таубер (Eran Tauber) из университета Лейчестера (Великобритания).
Таубер и его коллеги смогли раскрыть генетическую подоплеку "жаворонков" и "сов" благодаря долгим и кропотливым наблюдениям за популяциями мушек-дрозофил, которые живут в дикой природе.
Как объясняют ученые, все лабораторные породы этих насекомых являются своеобразными "жаворонками" - как правило, взрослые особи мушек вылупляются рано утром или днем. Авторы статьи предположили, что в дикой природе могут существовать и дрозофилы-"совы", покидающие куколки вечером или ночью.
Через несколько недель наблюдений биологам удалось найти несколько подобных подвидов дрозофил. Авторы статьи собрали несколько личинок, куколок и взрослых особей этих мушек, проанализировали их ДНК и сравнили активность их генов с тем, как они работают в организме лабораторных "жаворонков".
Как оказалось, тот и другой образ жизни задаются различиями в структуре или в "читаемости" около восьми десятков генов в ДНК мушек. Эти изменения отражались не только на том, как работал сам ген, но и на том, как функционировала клетка. К примеру, переключение одного из генов из "жаворонкового" в "совиный" режим заставляло клетку переходить на использование совершенно иной цепочки гормонов или ферментов, которая решает ту же самую задачу совершенно иным химическим путем.
"Самое интересное в нашем открытии заключается в том, что все эти гены отвечают не за работу биологических "часов", а за функционирование самых разных цепочек сигнальных молекул в наших клетках. Это принципиально меняет наши взгляды на то, чем являются наши биочасы - они не являются самодостаточным секундомером, который дирижирует всем биоритмами, а своеобразной системой сверки времени, которая взаимодействует с окружающей средой", - объясняет Эцио Розато (Ezio Rosato), другой автор статьи.
Ученые надеются, что дальнейшее изучение этих генов поможет нам улучшить наши представления о том, как работают биологические "часы" человека и как их работу можно корректировать при нарушениях режима сна или при переезде в другой часовой пояс.
Click to viewБританские генетики обнаружили в геноме плодовых мушек около 80 генов, вариации в работе которых определяют то, является ли то или иное насекомое, а возможно, и человек, "жаворонком" или "совой", говорится в статье, опубликованной в журнале Frontiers in Neurology.
"Большая часть этих генов присутствует и в геноме млекопитающих, что делает мушек хорошей стартовой платформой для аналогичных исследований, касающихся человека. К примеру, большая часть из них связана с сигнальной цепочкой MAPK, которая тоже присутствует в нашей ДНК и связана с развитием многих видов рака", - рассказывает Эран Таубер (Eran Tauber) из университета Лейчестера (Великобритания).
Таубер и его коллеги смогли раскрыть генетическую подоплеку "жаворонков" и "сов" благодаря долгим и кропотливым наблюдениям за популяциями мушек-дрозофил, которые живут в дикой природе.
Как объясняют ученые, все лабораторные породы этих насекомых являются своеобразными "жаворонками" - как правило, взрослые особи мушек вылупляются рано утром или днем. Авторы статьи предположили, что в дикой природе могут существовать и дрозофилы-"совы", покидающие куколки вечером или ночью.
Через несколько недель наблюдений биологам удалось найти несколько подобных подвидов дрозофил. Авторы статьи собрали несколько личинок, куколок и взрослых особей этих мушек, проанализировали их ДНК и сравнили активность их генов с тем, как они работают в организме лабораторных "жаворонков".
Как оказалось, тот и другой образ жизни задаются различиями в структуре или в "читаемости" около восьми десятков генов в ДНК мушек. Эти изменения отражались не только на том, как работал сам ген, но и на том, как функционировала клетка. К примеру, переключение одного из генов из "жаворонкового" в "совиный" режим заставляло клетку переходить на использование совершенно иной цепочки гормонов или ферментов, которая решает ту же самую задачу совершенно иным химическим путем.
"Самое интересное в нашем открытии заключается в том, что все эти гены отвечают не за работу биологических "часов", а за функционирование самых разных цепочек сигнальных молекул в наших клетках. Это принципиально меняет наши взгляды на то, чем являются наши биочасы - они не являются самодостаточным секундомером, который дирижирует всем биоритмами, а своеобразной системой сверки времени, которая взаимодействует с окружающей средой", - объясняет Эцио Розато (Ezio Rosato), другой автор статьи.
Ученые надеются, что дальнейшее изучение этих генов поможет нам улучшить наши представления о том, как работают биологические "часы" человека и как их работу можно корректировать при нарушениях режима сна или при переезде в другой часовой пояс.