Молекула времени: Ключ от цикла
Люди, как и подавляющее большинство живых организмов на Земле, демонстрируют циклические изменения активности с периодом около суток. Хотя эти циркадные ритмы связаны с ритмическим движением планеты, стимулируют и регулируют их внутренние механизмы организма. Наши «внутренние часы» расположены в мозгу и связаны со множеством циклических изменений: самый яркий пример — это чередование сна и бодрствования. Наука показала наличие и эндогенную природу этих ритмов у человека уже более 150 лет назад. Но лишь недавно, с появлением электрических инструментов измерения активности нейронов, их механизмы стали понемногу расшифровываться.
Один из ученых, работающих в этой области — израильтянин Себастьян Каденер (Sebastian Kadener), группе которого удалось недавно совершить интересное открытие. Они выяснили, что ключевым элементом наших «внутренних часов» являются сравнительно небольшие молекулы микроРНК. Прежде всего эти молекулы участвуют в контроле за трансляцией — активностью производства белка на генной матрице. Однако этим функции микроРНК в нашем сложном организме, выходит, далеко не исчерпываются.
Смена сна и бодроствования — самое хорошо изученное проявление циркадных ритмов. Их периодичность задается специальной группой нейронов, которая имеется у большинства сложных животных. Причем у всех, от человека до насекомых эти группы нейронов практически идентичны по структуре. Консервативность этой системы свидетельствует о ее жизненной важности. Показано, что эта группа нейронов действительно работает на манер «генетических часов», отсчитывая время с высокой точностью. Только вместо стрелок здесь работают сложнейшие взаимозависимые циклы стимулирования и подавления активности множества генов.
Эту систему и изучает Себастьян Каденер со своей командой. И недавно им удалось показать, что в том, чтобы «генетические часы» с достаточной точностью повторяли 24-часовой суточный ритм, критическую роль играют микроРНК. Более того, ученые сумели установить, что ответственен за это один тип микроРНК — «бентам» (bantam).
Эта молекула уже не раз привлекала внимание ученых. Хотя бы тем, что, в отличие от большинства других микроРНК, она регулирует не синтез белка, а активность РНК. Имеются данные и о том, что «бентам»-микроРНК участвует в контролируемой смерти клеток, апоптозе. В остальном эта молекула остается загадочной. Неизвестно даже, что контролирует ее собственный синтез.
Кстати, элементарный способ «переводить стрелки» своих внутренних часов — менять режим питания. Если вы часто и далеко путешествуете, прочтите нашу заметку «Запасные часы». Вам пригодится.
По пресс-релизу Hebrew University