Биохимики из Рурского Университета Бохума получили новое понимание генерации и поддержания циркадных ритмов. Они продемонстрировали, что белок Ras важен для установки фазы таких циркадных часов, поскольку его активность определяет продолжительность периода ритма. Ras также способствует возникновению фазовых сдвигов в циркадных ритмах в ответ на внешние временные сигналы, такие как свет. Команда под руководством профессора д-ра Рольфа Хоймана опубликовала свои результаты в журнале Molecular Neurobiology.
Активность Рас меняется в течение дня
Циркадные часы "клещи" в каждой клетке тела; центральные главные часы, однако, расположены в головном мозге, а точнее в супрахиазматическом ядре гипоталамуса, которое в генеалогическом плане является старым. Его активность определяет продолжительность цикла, которая близка к 24 часам, но не точно; он должен постоянно регулироваться внешними сигналами, такими как свет, двигательная активность или прием пищи, в точном 24-часовом ритме. Такая регуляция является результатом того, что многие белки действуют и взаимодействуют в различных сигнальных каскадах. Центральным переключателем таких сигнальных каскадов является белок Ras, который присутствует либо в своей активной, либо в неактивной форме. Группа из Бохума продемонстрировала на мышах, что активность Ras в Nucleus suprachiasmaticus высокая в течение дня и низкая в течение ночи. Более того, активность Ras увеличивалась после кратковременного пребывания на свету в ночное время.
Искусственно повышенная активность Ras изменяет циркадный ритм
В сотрудничестве с командой из Франкфурта во главе с профессором. Доктор. Йорг Стеле, исследователи из Бохума, дополнительно изучили этот феномен у генетически модифицированных мышей, у которых активность Ras повышена исключительно в нейронах головного мозга. Они обнаружили, что активность супрахиазматического ядра колеблется со значительно более коротким периодом, чем 24 часа, что является дополнительным доказательством значимости Ras для циркадного ритма.
Взаимодействие с ферментом GSK3ß
Активность белка Ras связана с активностью фермента метаболизма гликогена, а именно GSK3ß. Через Ras этот фермент также участвует в регуляции механизмов циркадных часов. "Наши выводы актуальны в более широком контексте," говорит Рольф Хойманн. "Другие исследования показали, что нарушение регуляции фермента GSK3ß приводит к серьезным нарушениям циркадных ритмов и связано с симптомами биполярного расстройства."