Исследователи дают новое представление о том, как работают циркадные ритмы

Появилась новая надежда на лечение смены часовых поясов, бессонницы и других нарушений сна благодаря недавнему исследованию междисциплинарной группы, которое проливает свет на механизмы, лежащие в основе циркадных ритмов. Одним из основных организмов, используемых для исследования циркадных ритмов, является плодовая муха (Drosophila melanogaster), один из основных организмов, используемых исследователями для определения структуры и цели датчика циркадных ритмов.

Исследование «Криптохромная вневременная структура раскрывает циркадные механизмы синхронизации» было опубликовано 26 апреля в журнале Nature. Исследование было сосредоточено на криптохромах плодовой мушки, которые являются ключевыми компонентами биологических часов растений и животных, включая человека. У мух и других насекомых криптохромы, которые активируются синим светом, служат первичными датчиками света для регулировки циркадных ритмов. Мишенью кодируемого фотосенсора, известного как «Timeless» (TIM), является большой и сложный белок, который нельзя было визуализировать ранее, и поэтому его взаимодействие с криптохромом изучено недостаточно.

Циркадные ритмы действуют через генетические петли обратной связи. Исследователи обнаружили, что белок TIM вместе со своим партнером, белком Period (PER), работают вместе, подавляя гены, ответственные за его выработку. При соответствующих задержках между экспрессией генов и событиями репрессии генерируются колебания уровней белка. Это колебание представляет собой «тиканье часов и, по-видимому, в некоторой степени уникально для циркадного ритма», — сказал ведущий автор Брайан Крейн, профессор Джорджа У. и Грейс Л. Тодд и заведующий кафедрой химии и химической биологии в Колледже США. Искусство. и наука.

По словам Крэйна, синий свет изменяет химический состав и структуру кофактора флавина в криптохроме, что позволяет белку связываться с белком TIM и подавляет способность TIM подавлять экспрессию генов и, таким образом, сбрасывать его колебания. По словам Крэйна, большая часть тяжелой работы в исследовании была направлена ​​на выяснение того, как произвести комплекс криптохром-TIM, чтобы его можно было изучить, потому что TIM — такой большой и непрактичный белок. Чтобы добиться своих результатов, первый автор Чанфан Линь, MS ’17, Ph.D. (21), модифицировали белок криптохрома для повышения стабильности комплекса криптохром-TIM и использовали инновационные методы очистки образцов, что сделало их пригодными для визуализации с высоким разрешением.

«Эти новые методы позволили нам получить подробные изображения структур белков и получить ценную информацию об их функциях», — сказал Лин, научный сотрудник Консорциума по исследованию атаксии Фонда Фредерика в Калифорнийском технологическом институте. регулирования, но также открывает новые возможности для разработки методов лечения, нацеленных на соответствующие процессы. (АНИ)

(Эта история не редактировалась сотрудниками Devdiscourse и была автоматически создана из синдицированного канала.)