Группе ученых из Манчестерского (Великобритания) и Мичиганского (США) университетов удалось «расшифровать» сигнал, который используется для регулирования циркадных ритмов у мышей, и доказать, что существующая теория работы биологических часов ошибочна.
За поддержание циркадных ритмов у млекопитающих отвечают нейроны, расположенные в супрахиазматическом ядре (СЯ) головного мозга. Было принято считать, что время кодируется частотой, с которой эти клетки посылают импульсы: днем она возрастает, а ночью, напротив, снижается.
Следует отметить, что из всех нейронов СЯ активное участие в работе биологических часов принимают лишь те, которые экспрессируют ген per1. Ранее в экспериментальных исследованиях фиксировались электрические сигналы, приходящие от любых клеток СЯ.
Авторы рассматриваемой работы провели опыты на мышах и собрали исчерпывающие данные о функционировании более 400 нейронов СЯ. Эти результаты ученые проверили на соответствие созданной заранее теоретической модели, по их словам, совпадение было практически стопроцентным. После этого, во второй серии экспериментов, были отдельно зарегистрированы параметры клеток СЯ, экспрессирующих ген per1.
Оказалось, что в дневное время, пока остальные нейроны посылают сигналы с прекрасно известной специалистам периодичностью, per1-клетки «мол чат», находясь в возбужденном состоянии. За этим следует короткий период активности, примерно совпадающий по времени с заходом Солнца, после чего они полностью «успокаиваются» и пребывают в таком состоянии до рассвета. Здесь per1-нейроны опять демонстрируют непродолжительную активность, и все повторяется сначала, передают
Подробности.
Именно этот цикл, утверждают исследователи, и регулирует работу биологических часов у мышей. Аналогичная система должна наблюдаться и у людей, поскольку механизмы настройки циркадных ритмов у разных млекопитающих отличаются лишь незначительно.
Полная версия отчета ученых опубликована в журнале Science.