מדענים גילו את הגן האחראי להשקה היומית של שעונים ביולוגיים

כמעט כל התהליכים המתרחשים בגוף האדם כפופים לשעון הביולוגי, כולל השינוי במעגלי "שינה-שינה".

מדענים ממכון סאלק (ארה"ב) גילו גן האחראי להפעלה היומית של שעון ביולוגי. גילוי זה ופרשנותו של הגן הזה יסייעו להסביר את המנגנונים הגנטיים של נדודי שינה, הזדקנות ומחלות כרוניות כגון סרטן וסוכרת, שיסייעו בפיתוח תרופות יעילות חדשות לטיפול במחלות אלו.

"הגוף שלנו הוא אוסף שלם של שעונים", אומר Satchidananda פנדה, ראש הפרויקט הזה. "ביסודו של דבר, ידענו איזה מנגנון נותן פקודה לגוף שלנו כדי לעצור למשך הלילה, אבל לא ידע מה גורם לנו להתעורר בבוקר. עכשיו, לאחר שגילינו את הסיבה הזאת, אנחנו יכולים ללמוד איך השעון הביולוגי שלנו מתבלות בתהליך ההזדקנות וההתפתחות של מחלות כרוניות ".

במחקר שפורסם בכתב העת Science, מדענים מתארים כיצד חלבון JARID1a, המקודד על ידי הגן KDM5A, משמש מתג הפעלה עבור המקצבים היומיים של הגוף שלנו.

גילוי הגן משלים את החוליה החסרה במנגנון המולקולרי השולט על מחזור השינה היומיומי. המדענים ידעו כי תפקיד מרכזי בשעון הביולוגי הוא שיחק על ידי חלבון PERIOD (PER), כמות אשר בכל תא מגדילה ויורדת כל 24 שעות. הסיבות העיקריות להגדלת רמת החלבון של PER הן השעון ו BMAL1 גנים. להגיע לרמה המקסימלית עד סוף היום, חלבון PER מעכב את פעילותם של הגנים CLOCK ו- BMAL1, ובכך מוריד את רמתו.

ירידה ברמת החלבון PER מוביל להורדת לחץ העורקים, הפחתת קצב הלב, האטה של תהליכים נפשיים. אבל, עד עכשיו, הסיבה המדויקת להתגבר על העיכוב בלילה של פונקציות הגוף בכל בוקר עם חלבונים חלבון שעון BMAL1, נשאר לא ידוע.

מדענים קבעו כי חלבון JARID1a התגלה על ידי אותם מחדש כל בוקר עם CLOCK ו חלבונים BMAL1. אישור לכך היה ניסוי שבו החוקרים השתמשו עכברים מהונדסים גנטית חסר גן מקודד JARID1a. כתוצאה מכך, רמת החלבון PER לא עלתה לרמה הראשונית. בעלי החיים איבדו את הזמן, לא ידעו מתי לישון ומתי להתעורר. המקצבים היומיים החלו לעבוד כאשר החיות הוזרקו בהכנות שהחיקו את השפעת JARID1a.

"כעת אנו יודעים כי הוא מפעיל של קצב היממה שלנו, יש לנו כיוון חדש בחקר הפרעות קצב יממה, בפיתוח תרופות חדשות עבור נדודי שינה, סוכרת תסמונת מטבולית," מסכם פנדה.

[1], [2], [3]