15.11 - 07:44

Древний регулятор сна объединил человека с рыбами и беспозвоночными


 

У рыб способностью заснуть управляет сигнальный путь, в котором задействован биологически древний рецептор к эпидермальному фактору роста, сообщается в Science Advances. Это показали американские исследователи в экспериментах с данио-рерио (Danio rerio). Также они провели дополнительный анализ генетических данных почти полумиллиона людей и показали, что тот же механизм может работать и у них. Как уже известно из прошлых исследований, обнаруженный в новой работе у рыб и людей механизм регуляции сна и бодрствования работает и у беспозвоночных.

Сон — период, когда организм очень слабо реагирует на внешние раздражители и почти не двигается. Он наблюдается раз в сутки или чаще. У животных с хорошо развитой нервной системой сон делится на фазы, в каждой из которых активность головного мозга имеет свои особенности. У более примитивных организмов сон, по-видимому, тоже есть (его нашли даже у медуз), но он устроен не так сложно. Нарушения сна провоцируют разнообразные проблемы со здоровьем и, естественно, снижают работоспособность индивида.

Механизмы сна часто изучают на беспозвоночных — круглом черве Caenorhabditis elegans и мухах рода Drosophila. У них число нейронов значительно меньше, чем у человека, грызунов и даже рыб, и системы нервных клеток и их связей, которые обеспечивают сон, в целом известны.

О том, как регулируется сон позвоночных, известно меньше. Известно, что у рыбы данио-рерио в контроле сна и бодрствования задействованы меланин-концентрирующий гормон и орексин, но генов, которые однозначно бы соответствовали «генам контроля за сном» беспозвоночных, у них пока не находили. Наиболее вероятный кандидат на эту роль — ген рецептора к эпидермальному фактору роста. Гомологи этого гена есть и у мух, и у круглых червей, и у позвоночных, а значит, были и у общего предка всех этих организмов.

Его роль в регуляции сна у позвоночных, а также роль молекул, задействованных в том же сигнальном пути, исследователи во главе с Дэвидом Пробером (David A. Prober) из Калифорнийского технологического института изучили на данио-рерио. Эта рыбка, как и человек, спит ночью, а бодрствует днем, поэтому ученые сочли возможным переносить данные экспериментов со сном с нее на наш вид.

Биологи проверяли, как изменится сон у данио-рерио из различных линий, которым изменили активность одного из генов — egfra, tgfa или egf. Все они кодируют белки, которые задействованы в сигнальном пути рецептора к эпидермальному фактору роста. В качестве контроля использовали рыб с нарушениями работы генов гипокретина hcrt и некоторых других. После поведенческих экспериментов провели гистологический анализ мозга каждой рыбы, чтобы понять, на какие клетки воздействовало усиление или ослабление работы конкретного гена.

Данио-рерио с усиленной экспрессией tgfa больше спали. Этот ген кодирует фактор роста опухоли альфа, способный соединяться с рецептором к эпидермальному фактору роста. Гистологический контроль подтвердил, что tgfa работает в нервных и глиальных клетках головного мозга рыб. Ослабление экспрессии egfra (этот ген кодирует сам рецептор к эпидермальному фактору роста) приводило к тому, что животные спали меньше. Такие эффекты совпадают с реакциями беспозвоночных на аналогичные манипуляции.

Результаты экспериментов на данио-рерио также проверили полногеномным поиском ассоциаций на генетических данных более 453 тысяч людей европейского происхождения. Авторы искали связь между однонуклеотидными полиморфизмами генов ERBB4 и KSR2 и нарушениями сна субъектов выборки. Оба этих гена задействованы в сигнальных путях, куда входит и рецептор к эпидермальному фактору роста. Эти связи обнаружились: определенные варианты ERBB4 и KSR2 значительно (p < 0,000) чаще встречались у людей со стабильно низким качеством сна.

Исследователи сделали вывод, что рецептор к эпидермальному фактору роста и сигнальные пути, в которые включен этот белок, регулируют сон не только у беспозвоночных, но и у рыб, и у людей. Для данио-рерио известны мелкие молекулы, способные инактивировать белок, который кодируется геном KSR2, и таким образом уменьшать длительность сна. Велика вероятность, что существуют и другие вещества, которые влияют на работу того же сигнального пути — и их в теории можно использовать для лечения расстройств сна у людей.

Сон — настолько важная часть жизни человека, что с 2008 года в пятницу перед весенним равноденствием отмечается его всемирный день. В 2019 году он пришелся на 15 марта: тогда мы выпустили материал, посвященный бессоннице, ее причинам и возможным методам лечения.

Светлана Ястребова

https://nplus1.ru/

Ключевые слова:
Читайте также:

Реально работающие способы уменьшения расхода топлива в автомобиле

Несмотря на протесты экологов, автолюбителей с каждым годом становится все больше
Подробнее »»

Нельзя экономить даже в кризис: 5 продуктов, которые должны быть качественными

Какую-то еду можно заменить дешевыми аналогами, какую-то – ни в коем случае!
Подробнее »»

Лампа-лупа: прибор №1 в салоне красоты

Есть оборудование, без которого никакой салон красоты, от маленькой студии до заведения премиум-уровня, работать не сможет a priori
Подробнее »»

Предметы женского гардероба, отталкивающие мужчин 

Каждая женщина в той или иной степени следит за модой, чтобы всегда выглядеть стильно и привлекательно.
Подробнее »»

Полезные свойства семян подсолнечника: сердце, сосуды, иммунитет

Семена подсолнечника — отличная закуска с неотразимым ароматом и вкусом.
Подробнее »»

Читайте также:
17.02 - 15:23

Игра головой в мяч мгновенно изменяет зрение

Ученые выяснили, что после удара футбольного мяча об голову происходит мгновенное изменение зрения.
Подробнее »»

17.02 - 14:51

Что приготовить на завтрак в выходной: три оригинальные идеи

Рецепты завтраков выходного дня
Подробнее »»

17.02 - 13:42

Необычный способ лечения импотенции придумали ученые

От утраты «мужской силы» не застрахованы даже молодые.
Подробнее »»

17.02 - 12:30

В моду вернулся еще один тренд из 90-х

Знаменитости вернули в моду еще один популярный в 90-х годах тренд: меховую шляпу. Такой вывод сделали журналисты Vogue, проанализировав образы гостей прошедшей в феврале 2020 года Недели моды в Нью-Йорке.
Подробнее »»

17.02 - 11:22

Ученые раскрыли механизм самоуничтожения раковых клеток

Ученые из Медицинской школы Перельмана в Пенсильванском университете нашли то, что они называют "Ахиллесовой пятой" раковых опухолей. Согласно исследованию, опубликованному в Nature Cell Biology, активация фактора транскрипции 4 (ATF4) может быть ключом к
Подробнее »»

17.02 - 10:50

Уход за сухой кожей: три эффективных маски

Из продуктов, которые есть у всех в доме, можно приготовить отличное средство по уходу за лицом
Подробнее »»

17.02 - 09:40

Упражнения для пожилых людей, продлевающие жизнь

Проблемы пенсионеров – утрата тонуса мышц, подвижности опорно-двигательного аппарата. Они склонны к падениям и переломам.
Подробнее »»

17.02 - 08:26

5 привычек, замедляющих процессы старения

Как остановить преждевременное старение, рассказывает The Health Site.
Подробнее »»

17.02 - 07:21

Стало понятно, как бактерии превращаются в вирусы

Ученые из США полагают, что нашли недостающее звено между живой и неживой материей. Им оказались гигантские вирусы-бактериофаги.
Подробнее »»

17.02 - 06:48

Ишемическая болезнь сердца: основные симптомы

Боль в сердце может отдавать в плечо, спину и даже челюсть
Подробнее »»

17.02 - 05:38

Выбираем твердый шампунь: польза, состав и советы

Как определить качественный твердый шампунь?
Подробнее »»

17.02 - 04:17

6 быстрых способов убрать отечность глаз после сна

Причины отечности бывают разные: недосып, усталость, задержка жидкости, плач накануне, вредные привычки и даже неправильное питание.
Подробнее »»

16.02 - 23:52

7 продуктов, которые нельзя есть сырыми

Никто не будет спорить, что многие продукты в своем свежем состоянии содержат значительно больше питательных и полезных веществ, чем в приготовленном виде.
Подробнее »»

16.02 - 23:32

Мы ошибаемся: люди не способны понимать кошек

Несмотря на популярность кошек в качестве домашних питомцев, человеку очень трудно определять их чувства и эмоции
Подробнее »»

16.02 - 20:44

Чувствительная к соли гипертония: названы 5 способов контролировать высокое давление

Чувствительная к соли гипертония очень распространена, но высокое давление можно контролировать, внося определенные изменения в образ жизни.
Подробнее »»


Загрузка...
Loading...

Справочная информация

Загрузка...