Дешифрование функций геномов едва ли не ежедневно приносит новые плоды и ожидаемые сенсации. Недавно ученые обнаружили два гена, играющих, по их мнению, центральные роли в долгожительстве у дрожжей и регуляции циклов сна и бодрствования у человека.

Один из них обнаружили, исследуя явление продления жизни у дрожжей при недостаточной калорийности питательной среды. Обеднение питательного рациона увеличивает длительность жизни у многих животных, в том числе эта закономерность, видимо, применима и к человеку. Молекулярный механизм явления до конца неясен, однако есть основания предполагать, что он каким-то образом связан с регуляцией синтеза одного из важнейших промежуточных соединений, участвующих в процессах окисления-восстановления и превращений энергии в клетке. Вещество это носит достаточно непростое название никотинамидадениндинуклеотид или, сокращенно, НАД. НАД необходим для активации фермента Sir2, который регулирует синтез рибосомальной РНК, а также активность генов в теломерных участках хромосом. Полагают, что регулируя эти метаболические пути, клетка продлевает свой жизненный срок при недостаточной калорийности питания.

Исследователи из Harvard Medical School (Бостон, США) в процессе изучения регуляции одного из генов, PNC1, необходимого для синтеза НАД, обнаружили, что именно он, но не Sir2, активируется при посадке дрожжей на "голодный паек". Более того, лишняя копия PNC1, введенная искусственно, значительно продлевала срок их жизни. Если же ген был поврежден, такие клетки не получали никаких преимуществ от низкокалорийной диеты. Ученым также удалось локализовать "место работы" белкового продукта PNC1. Им оказались пероксисомы - специализированные органеллы внутри цитоплазмы, тогда как ранее считали, что данный путь синтеза НАД располагается в ядре. Работа "Nicotinamide and PNC1 govern lifespan extension by calorie restriction in Saccharomyces cerevisiae" опубликована в журнале Nature: Nature, 423:181-185, May 8, 2003.

Английские же биологи настаивают на том, что изменения в одном-единственном гене могут частично объяснить деление человечества на "сов" и "жаворонков". Склонность к слишком позднему или излишне раннему бодрствованию объясняется тем, что "биологические часы" у разных людей настроены несколько по-разному, и во многих случаях их "внутренние" сутки могут составлять несколько больше или меньше 24-х часов. Это означает, что по каким-то причинам организм одних ("сов") реагирует на смену освещенности с задержкой, тогда как "жаворонки" "бегут впереди циферблата" и упреждают "реальный" рассвет или закат.

Исследователи из University of Surrey (Гилдфорд, Великобритания) попытались сопоставить структуру некоторых генов с биоритмами. В итоге они нашли, что длина гена Per3, который активен в участке мозга, ответственном за измерение времени, обратно пропорциональна величине "биологических" суток. То есть "жаворонкам" был присущ более длинный вариант Per3. Более того, у 75% пациентов с синдромом задержанной фазы сна была выявлена дупликация (удвоение) короткой формы гена Per3.

При всем том ученые поясняют, что поведенческие реакции, зависящие от биоритмов, не могут быть основаны лишь на генетических различиях и регулируются также средой, программой развития организма и социальными факторами. В 18 лет, например, практически все люди склонны быть совами. Однако авторы работы надеются, что их находка поможет людям корректировать свой жизненный стиль в соответствие с оптимумом их врожденных биологических часов.

Источники новости:
The Scientist
Nature Science Update

Пересказал С. Григорович