Растение находится в полной темноте

Будущие нобелевские лауреаты стали использовать в качестве модельного организма не растения, а животных (насекомые – это животные) – плодовую мушку дрозофилу. Именно дрозофила помогла выделить ген, контролирующий нормальный ежедневный биологический ритм. Они показали, что этот ген кодирует белок, который накапливается в клетке в течение ночи, а затем расходуется днем. Впоследствии они определили дополнительные белковые компоненты этого самоподдерживающегося механизма. Теперь признано, что биологические часы функционируют по тем же принципам в клетках других многоклеточных организмов, включая человека.

До этого считалось, что за регуляцию циркадных ритмов отвечает гипоталамус, контролирующий деятельность эндокринной системы. Опыты над многострадальной мушкой дрозофилой еще несколько десятилетий назад, в 70-е годы, стали намекать, что собственный механизм, отсчитывающий 24-часовой ритм, есть не только на уровне организма, но и в каждой его клетке. Десятилетие спустя будущие нобелевские лауреаты выделили участок хромосомы, в котором располагается интересующий протеин, и показали, что белок, названный ими PER (от слова period), накапливается ночью и распадается в течение дня.

Прошло еще десятилетие, прежде чем в 1994 году ученые смогли подтвердить свое предположение. Действительно, накопленный PER, проникая из цитоплазмы в ядро, блокирует работу гена, который отвечает за его же синтез, обеспечивая та-

ким образом обратные связь и контроль. Майкл Янг обнаружил, что проникнуть PER в цитоплазму помогает белок TIM, кодируемый вторым геном суточных часов (timeless). А за частоту колебаний отвечает третий ген – doubletime, кодирующий белок DBT, который может задерживать накопление PER. Таким образом, троица сложилась в единую стройную концепцию.

На рисунке изображена последовательность событий во время 24-часового цикла. Когда ген PER активен, производится мРНК. Она транспортируется в цитоплазму клетки и служит в качестве шаблона для производства PER-белка. Белок накапливается в ядре клетки, и активность гена PER снижается. Это порождает механизм ингибиторной обратной связи, которая лежит в основе суточного ритма. Такой механизм регуляторной обратной связи объяснил, как возникло это колебание клеточных уровней белка, но вопросы остались. Что кон тролировало частоту колебаний? Майкл Янг идентифицировал еще один ген, doubletime, кодирующий белок DBT, который задерживал накопление белка. Это обеспечило понимание того, как колебания корректируются, чтобы более точно соответствовать 24-часовому циклу.

Клеточный механизм обратной ингибиторной связи, лежащей в основе суточного ритма.

Хронобиология как отдельная ветвь науки, изучающая периодические феномены, существует примерно с XVII века. Открытия следовали друг за другом со скоростью черепахи и только сейчас пересели на реактивный самолет. Кстати, о перелетах. На бытовом уровне каждый знает о нарушении самочувствия при пересечении часовых поясов и о вреде работы в ночное время. Сейчас мы знаем, что суточные ритмы проявляются в работе практически всех органов и тканей.

Биологические часы участвуют во многих аспектах нашей сложной физиологии. Теперь известно, что все многоклеточные организмы, включая людей, используют аналогичный механизм для контроля циркадных ритмов. Большая часть наших генов регулируется биологическими часами, и, следовательно, тщательно откалиброванный циркадный ритм подстраивается под нашу физиологию на разных этапах дня. С момента первых открытий трех лауреатов циркадная биология превратилась

в обширное и динамичное исследовательское поле, имеющее значение для нашего здоровья и благополучия.

Хрономедициной в России заинтересовались в рамках освоения космоса. Описанное нобелевское открытие способно придать хрономедицине новый импульс в русле персонализированного лечения. Считается, что нобелевский комитет, делая свой выбор и присуждая премию, хочет сообщить что-то важное научному миру и всему человечеству. Может быть, на этот раз это то, что пора повернуться лицом к человеку, его индивидуальности и настоящим потребностям? Возьмем на вооружение.

Хотя название этой главы отсылает к ночному сну, не обойдем вниманием и дневной отдых. Недолгий, минут на 20 сон, как в фильме «17 мгновений весны» (помните Штирлица?), помогает увеличить работоспособность и снизить давление тем, кому это надо. В некоторых западных фирмах даже предусмотрен отдых в горизонтальном положении в течение рабочего дня. У нас также в некоторых крупных отечественных фирмах созданы условия, чтобы днем сотрудник мог немного поспать. Например, такие боксы для сна в офисе mail.ru мне показывал руководитель здоровье. mail.ru Евгений Паперный перед ток-шоу, которое проводили вместе с ним в эфире (см. ссылку в конце книги). Если вы вспомнили о сиесте – дневном отдыхе, очень распространенном в Испании, Греции, Италии в середине дня, когда закрываются все магазины и улицы вымирают, то он исходно связан с жарким климатом и идет на пользу коренным жителям и туристам.