Результаты исследований, проведенных на плодовых мушках и опубликованные сегодня в Nature Communications, являются частью уникального механизма реакции на стресс, который ранее был неизвестен.
Эти гены могут помочь бороться с серьезными стрессами, связанными с возрастом, болезнями или проблемами окружающей среды, и помогают объяснить, почему старение часто ускоряется, когда биологические часы нарушаются.
Эта группа генов, ритмическая активность которых на поздних этапах жизни ранее не была изучена, была названа бывшей аспиранткой ОГУ и ведущим автором исследования Рэйчел Куинтцле «поздними циклами» или LLC. По крайней мере 25 таких генов с возрастом становятся ритмичными, и функция некоторых из них остается неясной.
«Этот класс генов LLC, по-видимому, становится активным и реагирует на некоторые из стрессов, наиболее распространенных при старении, такие как клеточные и молекулярные повреждения, окислительный стресс или даже некоторые болезненные состояния», — сказала Ядвига Гибултович, профессор Колледжа OSU. Научный сотрудник, соавтор исследования и международный эксперт по механизмам и функциям биологических часов.
"Старение связано с дегенерацией нервной системы, потерей памяти и другими проблемами, которые усугубляются, если функция часов нарушена экспериментально. Гены LLC являются частью естественной реакции на это и делают все возможное, чтобы защитить нервную систему."
По словам ученых, повышенная ритмическая экспрессия этих генов во время стресса является еще одним примером того, насколько биологически важны циркадные ритмы, поскольку они помогают регулировать активность сотен генов, необходимых для жизненных процессов. А поскольку старение приносит с собой множество новых проблем, гены LLC становятся все более и более активными.
По словам Дэвида Хендрикса, доцента Научного колледжа и инженерного колледжа ОГУ и соавтора исследования, известно, что некоторые гены LLC играют роль в секвестировании неправильно «свернутых» белков или помощи в их повторной укладке.
Это может помочь предотвратить образование белковых агрегатов, которые могут привести к возрастной нейродегенерации.
«Открытие генов LLC может дать недостающее звено, ответ на вопрос, почему нарушение циркадных часов ускоряет симптомы старения», — сказал Хендрикс.
Исследование также показало, что сильный стресс в любой момент жизни может привести к срабатыванию некоторых генов LLC.
«В экспериментах, в ходе которых мы создавали искусственный окислительный стресс у молодых плодовых мушек, гены LLC ритмически активировались», — сказала Эйлин Чоу, научный сотрудник факультета ОГУ и соавтор. "Известно, что некоторые из этих генов более активны у людей, больных раком.
Они кажутся палкой о двух концах, необходимой во время стресса, но, возможно, вредной, если активировать ее постоянно."
Циркадные ритмы, которые естественны для организма, но синхронизированы с циклом свет / темнота 24-часового дня, настолько важны для жизни, что те же гены, контролирующие биологические процессы, были прослежены от плодовых мушек до человека и сохраняются на протяжении миллионов лет. эволюции.
Эти гены обнаружены во всей нервной системе и периферических органах и влияют на все, от сна до реакции на стресс, характер питания, восстановление ДНК, фертильность и даже эффективность лекарств.
Было обнаружено, что люди с рутинными нарушениями циркадных ритмов и режимов сна имеют более короткую продолжительность жизни и более склонны к раку.
Это исследование было поддержано Национальным институтом здоровья.