Atklājumi.lv

Gūts pirmais ieskats par "pūču" un "cīruļu" atšķirībām gēnu līmenī

Pēc diennakts jeb cirkādiskajiem ritmiem cilvēkus iedala divās grupās: cīruļi un pūces. Cīruļi ir „rītu cilvēki” – tie, kuriem agra celšanās nesagādā problēmas, taču vakaros pie miera doties gribas laicīgi. Savukārt pūces ir „vakaru cilvēki” – tie, kuri labprāt paliek nomodā līdz vēlai naktij un arī visproduktīvāk strādā vakaros, taču no rītiem celšanās sagādā lielas grūtības.

Tiek uzskatīts, ka diennakts ritms cilvēkam saglabājas relatīvi nemainīgs visas dzīves laikā (izņemot bērnību, kad vairākums cilvēku ir cīruļi). Proti, ja esi „vakaru cilvēks”, ir maz ticams, ka kādā brīdī pēkšņi iemīlēsi agros rītus.

Jau sen ir skaidrs, ka katra cilvēka individuālo diennakts ritmu daļēji nosaka ģenētika, taču plašāki pētījumi par to līdz šim nebija veikti.

Tagad Leičesteras universitātes (Lielbritānija) zinātniekiem izdevies pietuvoties noslēpuma atrisinājumam, kā pūces un cīruļi atšķiras gēnu līmenī. Pētījuma rezultāti publicēti žurnālā „Frontiers in Neurology”. 

Diennakts ritmu ģenētikas pētījumā tika izmantotas drozofilas jeb augļu mušiņas (D. melanogaster), kuru ģenētiskie pulksteņi ir ļoti līdzīgi cilvēku bioloģiskajiem ritmiem.

Pētījumā zinātnieki izmantoja dažādas augļu mušiņu ģints dzimtas. Galvenais uzsvars tika likts uz diennakts laika atšķirībām, kad izšķiļas katras dzimtas pieaugušie indivīdi, jo šo laiku ietekmē cirkādiskais pulkstenis. Lielākajai daļai analizēto mušiņu dzimtu pieaugušo indivīdu šķilšanās parasti notiek ap rītausmu, taču salīdzinoši lielai daļai dzimtu šķilšanās notiek arī vēlākā diennakts laikā.

Lai atklātu, kādi gēni ietekmē šīs atšķirības, britu zinātnieki pētīja RNS jeb ribonukleīnskābju secības, lai noteiktu atšķirības gēnu ekspresijā (bioloģiski aktīvo proteīnu sintēzē) visā genomā. Salīdzinot gēnu ekspresiju pūču un cīruļu dzimtās, pētnieki identificēja gandrīz 80 gēnus, kuru ekspresija pūcēm un cīruļiem būtiski atšķīrās.

Pētījuma galvenais autors Ezio Rosato (Ezio Rosato) norādījis, ka viena no nozīmīgākajām lietām, ko viņiem izdevies atklāt jaunajā pētījumā, ir tas, ka lielākā daļa no diennakts ritmu iespaidojošajiem gēniem ir saistīti nevis ar bioloģiskā pulksteņa gēniem, bet gan ar tiem gēniem, kas saistīti ar dažādiem molekulārajiem ceļiem. Tātad ķermeņa iekšējais pulkstenis ir nevis dienas ritmu veidotājs, bet gan laika atskaites sistēma, kas mijiedarbojas ar apkārtējo vidi.

Tā kā augļu mušiņu un cilvēku ģenētiskā sistēma ir ļoti līdzīga, pētnieki uzskata, ka pastāv liela iespēja, ka cirkādiskos ritmus ietekmējošie gēni, kas atklāti mušu organismā, ir nozīmīgi arī cilvēku diennakts ritma veidošanā.

„Lielākā daļa no šiem gēniem ir arī zīdītāju genomā, tādēļ šī pētījuma rezultāti ir noderīgs sākumpunkts tālākiem pētījumiem par cilvēku diennakts ritmiem,” norādījis viens no pētījuma autoriem, Leičesteras universitātes pētnieks Erans Taubers (Eran Tauber).

Cits nozīmīgs secinājums, pie kā nonāca pētnieki, ir tas, ka pūcēm molekulārie procesi nav vienkārši aizkavēti, salīdzinot ar cīruļiem. Tie ir pavisam citādi. Mainoties gēnu ekspresijas laikam, molekulārie ceļi pilnībā izmainās.

Mūsdienās daudzi cilvēki lielāko dzīves daļu pavada iekštelpās, tā mazinot savu atkarību no gaismas un temperatūras izmaiņām, kas saistītas ar diennakts ciklu. Turklāt dzīves ritms lielai daļai modernā laikmeta cilvēku nemaz neļauj dzīvot pēc dabiskā, „ieprogrammētā ”ritma.

Atšķirības starp dabisko dienas ritmu un reālo dzīves ritmu var izraisīt gan miega problēmas un izteiktu nogurumu vai pat stimulēt psiholoģiskas dabas problēmu rašanos, aptaukošanos, sirds un asinsvadu slimības un ļaundabīgos audzējus. Detāla diennakts ritmu ietekmējošo gēnu izpēte ļautu izstrādāt labākas ārstēšanas terapijas, izveidojot tām gan „rīta cilvēku”, gan „vakara cilvēku” versijas.

Attēls: flickr.com

Avots:
le.ac.uk

Brīvpieejas materiāls. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.