29.04.2009

 Восьмичасовой рабочий день задан генетически


Организм животных и человека живет по биологическим часам. Они настроены по суточному (циркадному) ритму. Ритм обеспечен генами. Эту стройную теорию разрушили гены, которые работают не в 24-, а в 12- и восьмичасовом ритме.

Команда медицинского факультета Пенсильванского университета (University of Pennsylvania School of Medicine) и Института биологических исследований Салка (Salk Institute for Biological Studies, Ла-Хойя, Калифорния) работала с мышами. Им удалось отследить почасовую работу генов в мышиной печени в течение двух суток.
РНК как зеркало генов

Ученые использовали новый метод временнóго анализа генной активности. Мыши генетической линии C57BL/6J сначала жили при искусственном освещении с 12-часовым световым днем. Но перед самым экспериментом их помещали в условия постоянной темноты, чтобы исключить влияние внешних стимулов.

Каждый час исследователи забирали три-пять животных, извлекали у них печень и анализировали все работающие в ней на этот момент гены. Для этого из печени мышей извлекали РНК. Напомним, что эта молекула, а конкретно мРНК - матричная РНК, синтезируется на участке ДНК, копируя закодированную в ней информацию о строении белка. Поэтому, собрав всю РНК, которая в данный момент времени образовалась в ткани, можно получить информацию, какие гены в ней работали.

Чтобы определить всю РНК, извлеченную из ткани печени, ученые применили метод биологических микрочипов. Зонды, размещенные на подложке, связываются с различными видами РНК, и место реакции маркируется флуоресцентной меткой.
Побочные гармоники в суточном ритме

Отслеживая таким методом час за часом работающие в мышиной печени гены, ученые выявили три тысячи генов, которые изменяли свою активность, повинуясь временной периодичности. Надо сказать, что до сих пор науке было известно всего лишь от 400 до 500 циркадных генов. "Большинство этих генов продемонстрировало 24-часовой цикл активности, что неудивительно, - комментирует результат руководитель исследования Джон Хогенеш (John Hogenesch), доцент фармакологии Института трансляционной медицины и терапии (Institute for Translational Medicine and Therapeutics) Пенсильванского университета. - Но сюрпризом для нас стали гены с 12-часовым и восьмичасовым циклами активности".

3 тыс. генов, которые оказались под наблюдением, составляют 4% всех работающих в печени. Из них 260 подчинялись 12-часовому циклу активности, а 63 работали с восьмичасовым циклом, остальные были 24-часовыми. Ученые посмотрели работающие гены в других тканях животных, и оказалось, что 12-часовой клеточный цикл там имеется. Следовательно, это универсальное явление.
В культуре клетки живут проще, чем в организме

Помимо генов живых мышей ученые параллельно таким же методом изучали работающие гены в клеточных культурах. Они работали с двумя видами клеточных культур, в том числе с клетками человеческой остеосаркомы. Клетки нужно было подготовить, синхронизировав в них клеточный цикл, - для этого ученые применили специальные вещества, а пометив флуоресцентной меткой хорошо известный "часовой" ген Bmal 1, они наблюдали синхронное свечение.

В клеточной культуре также нашлось множество генов с 24-часовым циклом активности, но что характерно, генов с более коротким циклом там не оказалось. По-видимому, 12-часовой и восьмичасовой ритмы задаются какими-то физиологическими процессами, которые имеют место, естественно, только в живом организме. Именно поэтому такие ритмы отсутствуют в сообществе изолированных клеток в культуре.
Физиологические ключи для настройки ритмичных генов

Ритмическая активность генов должна иметь биологическую основу, запускаться какими-либо ключами. Исследователям было интересно их найти. Пик активности 12-часовых генов в тканях мышей приходится на сумеречные и рассветные часы. Ученые предположили, что эти гены отвечают за физиологическую подготовку организма к суточной смене освещения. Смена дня и ночи - это небольшой стресс для организма. "Каждый, у кого были маленькие дети, знает, что они чаще всего плачут именно в это время", - уверенно напоминает Хогенеш.

Ключом к настройке генного ритма может быть, например, пищевой метаболизм. Ученые предположили, что прием пищи может влиять на активность 12-часовых генов. Чтобы проверить это, они изменили мышам режим питания. Обычно мыши как ночные животные едят преимущественно ночью, а днем спят. Исследователи ограничили мышам доступ к пище дневными часами и обнаружили, что из восьми 12-часовых генов семь изменили свой режим работы. Это подтвердило предположение о пищевом ключе.

Среди 12-часовых генов оказались вовлеченные в регуляцию клеточного деления и синтеза белка. А восьмичасовые гены участвуют в клеточных сигнальных процессах и обмене липидов.

Связь восьмичасового ритма с физиологическими процессами ученым пока не удалось обнаружить, однако это не означает, что у него нет биологической основы. И конечно, можно поспекулировать на тему о физиологически обоснованной длительности восьмичасового рабочего дня.

Источник: Восьмичасовой рабочий день задан генетически




Другие новости:
  • В Южной Корее протест против импорта мяса из СШАВ Южной Корее протест против импорта мяса из США31.05.2008
    Около ста тысяч людей участвовали в массовом митинге в Сеуле против решения правительства Южной Кореи возобновить ввоз говядины из США, которая может быть опасна для здоровья.
  • Секс во время беременности: плюсы и минусыСекс во время беременности: плюсы и минусы01.06.2008
    О том, существует ли секс во время беременности, спорят мужчины, женщины и врачи. И кто в большей степени заинтересован в том, чтобы он был, не известно.
  • В Ивановской области клещи нападают на людейВ Ивановской области клещи нападают на людей01.06.2008
    В Ивановской области за последнюю неделю мая 734 человека обратились в медучреждения по поводу укуса клещей, 220 из них - дети, сообщили "Интерфаксу" в отделе эпидемиологии Роспотребнадзора.
  • Спасенный кузбасский шахтер госпитализированСпасенный кузбасский шахтер госпитализирован01.06.2008
    Шахтер, спасенный в воскресенье из-под завала на кузбасской шахте имени Ленина, госпитализирован, передает 1 июня РИА Новости.
  • Целебные свойства крапивыЦелебные свойства крапивы01.06.2008
    Ах, как неприятно летом ожечься о крапиву! Случайно не заметишь ее в траве, но сразу же почувствуешь, как после прикосновения к жгучим листьям полыхнет кожа, затем она покраснеет, припухнет и будет еще некоторое время напоминать о неприятной встрече.
  • Змея застряла, вцепившись в руку итальянцаЗмея застряла, вцепившись в руку итальянца01.06.2008
    Житель Венеции, проводивший каникулы в итальянском городке Каорле (Caorle), пережил неприятный инцидент: после укуса гадюки ему пришлось ехать в больницу в "обществе" вцепившейся в его руку рептилии, сообщило в воскресенье агентство Agr.
  • Россия переживает тяжелый демографический кризисРоссия переживает тяжелый демографический кризис01.06.2008
    Ученые определили новый, тревожный феномен, изучая демографические тенденции России за последние 20 лет.
  • "Хезболлах" отдала останки израильских солдат01.06.2008
    Ливанская группировка "Хезболлах" в воскресенье передала Международному комитету Красного Креста останки израильских солдат, убитых в войне с Израилем в 2006 году. Как ожидается, позднее Красный Крест отдаст останки израильским властям.
  • Президент Литвы Валдас Адамкус выписан из больницыПрезидент Литвы Валдас Адамкус выписан из больницы01.06.2008
    В субботу, 31 мая, литовский президент Валдас Адамкус был выписан из Вильнюсской университетской клинической больницы.
  • Кусочки золота помогут вылечиться от СПИДаКусочки золота помогут вылечиться от СПИДа01.06.2008
    Новейшие исследования в сфере нанотехнологий Университета штата Северная Каролина привели к разносторонним достижениям, от восстанавливающих лекарств против СПИДа до создания более твёрдого, прочного нанокристаллического железа.
 

  Copyright © RIN 2001-. *  Обратная связь