Многие люди знакомы с 24-часовыми биологическими часами, которые следуют за циркадным ритмом и регулируют такие вещи, как циклы сна и бодрствования. Однако меньше известно о биологической основе 12-часовых ритмов, которые координируют другие функции организма, включая температуру тела, когнитивные характеристики и кровяное давление.

В новом исследовании исследователи во главе с доктором Бертом О’Мэлли, председателем и профессором молекулярной и клеточной биологии в Медицинском колледже Бейлора, стремились понять эти 12-часовые циклы и их соответствие определению «биологических часов».

Результаты, опубликованные в Cell Metabolism, могут иметь важные последствия для здоровья, поскольку изменение 12-часовых циклов вероятно связаны с заболеваниями человека.

Около 200 генов, активированных в 12-часовых циклах, ранее были идентифицированы другими исследователями, и неожиданно в новом исследовании было выявлено более 3000 генов, которые также были выражены в рамках 12-часовых ритмов.

Чтобы определить это, первый автор Бокаи Чжу исследовал активность тысяч генов мышей, а его соавторы Клиффорд Даксо и доктор Атанасис Антулас провели математический анализ биологических данных.

В их работе было установлено, что 12-часовые циклы активности генов соответствуют определению «биологических часов», поскольку они происходят регулярно, работают автономно от 24-часовых ритмов, и их колебания могут регулироваться внешними сигналами. В экспериментах команда ликвидировала 24-часовой ритм, а 12-часовые ритмы продолжали функционировать.

Кроме того установлено, что внешние сигналы, такие как солнечный свет или темнота, которые обычно влияют на циркадные ритмы, не влияли на 12-часовые ритмы.

«Из всех проанализированных нами генов выделялись два набора с 12-часовыми циклами: те, которые связаны с синтезом белка, и основном происходят в клеточной структуре, называемой эндоплазматической ретикулумом, и в отношении энергоснабжения клетки, которая включает митохондрии», — сказал Чжу в докладе. «Активность эндоплазматического ретикулума и митохондрий зависит друг от друга, и мы показали здесь, что 12-часовые гены в эндоплазматическом ретикулуме синхронизированы с 12-часовыми генами в митохондриях, которые обеспечивают энергию, необходимую для синтеза белка.».

О’Мэлли добавил, что дополнительные исследования в этом цикле могут привести к улучшению профилактики или лечения заболеваний печени, поскольку исследователи обнаружили, что определенные условия этого органа связаны с нарушенной 12-часовой экспрессией генов у мышей.

Источник