Новые открытия заставляют в очередной раз пересмотреть наши представления о том, как работают «внутренние часы» человека. Вопрос имеет не только теоретическое значение: с их неверной работой связаны бессонница, ухудшение работоспособности при смене часовых поясов и другие медико-психологические проблемы.

Организм человека и других млекопитающих осуществляет постоянный мониторинг концентрации особого белка PER. Это позволяет ему понять, «который час», и регулировать функции органов и систем в соответствии с суточными (циркадными) ритмами. Разрушение образующегося в организме PER регулируется другим белком-ферментом — CK1e, продукция которого контролируется геном CK1. Как считалось ранее, мутация (так называемая «тау-мутация») этого гена приводит к нарушениям сна: образующийся в результате мутации дефектный фермент разрушает PER медленнее, что приводит к его накоплению и сбою ритма внутренних часов — они начинают «убегать вперед», подавая организму ложные сигналы о якобы укороченном дне.

Однако по последним данным, все происходит наоборот — тау-мутация не замедляет разрушение PER, а напротив, ускоряет его. Таким образом, не избыток, а дефицит PER приводит к «укорачиванию» биологического дня млекопитающих. Первоначально такой вывод был сделан Дэниелом Форджером (Daniel Forger), математиком, который разработал математическую модель биологических часов млекопитающих.

Модель Форджера показала, что ускорение «внутренних часов» происходит, если активность фермента CK1 не уменьшается, а увеличивается в результате мутации. Этот теоретический вывод получил подтверждение в ходе экспериментов, проведенных группой исследователей под руководством Дэвида Виршапа (David Virshup). Эксперименты с культурой клеток лабораторных крыс показали, что при тау-мутации имеет место рост активности фермента CK1, а не его ингибирование.

Это открытие имеет особенно важные последствия для фармакологов, испытывающих препараты для лечения нарушений циркадных ритмов: очевидно, что разрабатывавшиеся до настоящего времени средства, корректирующие цикл белка PER, могут оказывать действие, противоположное тому, которое предполагалось! Следовательно, необходимо разрабатывать препараты, которые могли бы вызывать повышение, а не снижение уровня PER в организме.

«Коммерческая биотехнология»