Ново проучване на генетици от Университета в Лестър за първи път идентифицира генетичните следи зад това, което ви прави „чучулига“ или „бухал“.

генетиците

Въз основа на анализ на плодова муха учените са открили близо 80 гена, свързани с „утринността“ и „вечерността“.

Изследователят д-р Еран Таубер, един от тримата автори на изследването, публикуван в списанието Frontiers in Neurology, каза: "Повечето хора откриват, че тяхното представяне е в пик в определени часове на деня. Намерени са големи вариации в това дневно предпочитание, от „ранните„ щъркели "до късните нощни„ сови ". Въздействието на това предпочитание („ хронотип “) върху здравето и поведението е добре документирано, но молекулната основа е до голяма степен неизвестна.

"В това ново проучване ние използвахме плодови мухи, чиито генни часовници са много сходни с човешките, за да получим първа представа за молекулярната основа на предпочитанията за„ сутрин/вечер ". Тъй като тази генетична система е толкова сходна между насекомите и хората, има голяма вероятност някои от гените, които сме идентифицирали при мухите, също да са важни за дневните предпочитания при хората.

"Повечето от тези гени присъстват в генома на бозайниците, следователно биха били полезни изходни точки за изследвания при хора. Например, относително голям брой гени бяха свързани с молекулярен сигнален път, наречен MAPK, който също присъства в човека и е замесен в развитието на много видове рак. "

Д-р Таубер, преподавател по молекулярна еволюция в Университета в Лестър, работи с д-р Ецио Росато и професор Бамбос Кириаку в катедрата по генетика.

Д-р Таубер добави: "За много от нас животът се прекарва главно на закрито, така че вече не сме изложени на естествените вариации на светлината и температурата, които характеризират цикъла ден-нощ. За да влошим нещата, ритъмът на живот е такъв, че за много хора икономическият или социалният призив за започване на нов ден идва часове преди ендогенното обаждане от телесния часовник.

„Комбинираният ефект от тези два начина на живот причинява несъответствие между вътрешния и външния график, което може да бъде повече или по-малко изразено за късно изгряващи хронотипи„ бухал “или рано изгряващи„ чучулига “.

"Това създава дисфункция на часовника, което се отразява не само във временна дезориентация и проблеми със съня, но и в състояния като затлъстяване, психични заболявания, сърдечно-съдови заболявания и рак.

"Нашето проучване е първата стъпка към идентифицирането на гените, които участват в този процес. Това ще позволи по-добра диагностика и в крайна сметка лична медицина, където чучулигите и совите ще получат своите съобразени терапии."

Д-р Ецио Росато, водещ изследовател, каза: "Ключова констатация на това проучване беше, че повечето гени, които идентифицирахме, не са гени с ядрен часовник, а гени, участващи в разнообразен набор от молекулярни пътища. Това променя възгледа ни за тялото часовник, от пейсмейкър, който задвижва ритми, до система за справка за време, която взаимодейства с околната среда.

Д-р Таубер добави: "Идентифицирахме щамове мухи, които проявяват подобно на сутрин и вечер поведение. Това ни позволи да проведем глобално изследване на генната експресия в мащаб, който никога преди не е правено. Дневните предпочитания се изучават интензивно при хора, но не на молекулярно ниво. Това е първото проучване, сравняващо генната експресия при „чучулига“ и „бухал“.

"Друго интересно откритие на това проучване е, че молекулярните процеси в совите не са просто забавени в сравнение с Ларкс, а са съвсем различни. Аз наричам това поведение" теория на пинбол ". След като генната експресия се забави (при Ларкс), се пренася напълно различна каскада от молекулярни събития, подобно на топката в пинбол машина, която преминава по различен маршрут при всяко бягане. Крайната точка може да е подобна, но различните молекулярни пътища водят до различно време на пътуване. "

Изследователите са използвали плодовата муха дрозофила, за да идентифицират гените, свързани с утринността и вечерността. Изследването се фокусира върху времето на появата на възрастен (еклозия) от куклата им, събитие, което се регулира от циркадния часовник. Докато повечето щамове проявяват еклозия по време на разсъмване („чучулиги“), екипът изследва голям брой диви щамове и идентифицира щамове, които проявяват късна еклозия („сови“). Екипът използва метод, наречен РНК секвениране (RNA-seq) за количествено определяне на генната експресия в цял геном. Чрез сравняване на генната експресия в щамове „чучулига“ и бухал, екипът е идентифицирал близо 80 гена, които показват съществена разлика в тяхната експресия и могат да отчетат различните дневни предпочитания.

Д-р Таубер заключи: "Разглеждането на генната експресия беше само част от нашето изследване. Очевиден въпрос е какво причинява различната експресия на чучулигите и совите. Тази разлика се дължи до голяма степен на генетичните вариации в техните ДНК последователности - различни генни версии, които са присъстващи в чучулиги и сови. В друг набор от експерименти ние се възползвахме от факта, че ДНК последователността на целия геном на много мухи щамове вече е налице. Проведохме голямо проучване и идентифицирахме някои интересни генетични вариации, които са свързани с дневните понастоящем анализираме данните и се надяваме да публикуваме резултатите след време. "