Новое исследование, проведенное группой ученых из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, выявило механизм, посредством которого ген Per2 включается в работу биологических часов. Результаты исследования, опубликованные в последнем выпуске журнала Cell, говорят о том, что замена всего лишь одной из сотен аминокислот, входящих в состав данного гена, может привести к нарушению цикла сна-бодрствования.

«Замена всего лишь одной аминокислоты – серина вместо глицина – достаточно, чтобы люди, имеющие эту мутацию, страдали FASPS, – говорит невролог Ю. Х. Фу (Ying-Hui Fu), соавтор нового исследования. – Основываясь на результатах лабораторного исследования клеток членов семьи из штата Юта, ученые полагают, что точечная мутация гена Per2 явилась результатом замещения серина глицином во время транскрипции (считывания) генетической информации. В результате этой замены предотвращается процесс присоединения к до сих пор неизвестному ферменту фосфатного основания на место отсутствующего серина. Это допускает эффект домино, приводящий к неполной транскрипции ДНК в информационную РНК (mRNA). Это приводит к созданию ущербной mRNA, неспособной производить достаточные количества белка. «В результате сообщения этого гена передается не полностью, и уровень белка низок», – объясняет Фу.

Согласно прежним данным, механизм влияния мутации в гене Per2 на циркадный ритм заключается в потере стабильности белка, и этот дефект образуется во время либо после трансляции. «Самой большой неожиданностью в новом исследовании стало то, изменения имели место именно в mRNA, что не сказалось на стабильности белка», – замечает Дэвид Виршап (David Virshup), специалист в области рака и циркадных ритмов из Университета штата Юта. По его мнению новые данные противоречат опубликованным в конце прошлого года в журнале Genes & Development.

Команда ученых из Сан-Франциско с помощью невролога из Университета штата Юта Кристофера Джоунса (Christopher Jones) также изучила эффект мутации гена Per2 на мышах. Ученые вводили мышам мутированную копию гена, в котором 662-я аминокислота – серин была заменена на глицин. Это приводило к изменениям циркадных ритмов животных, из-за мыши начинали укладываться спать на два часа раньше, чем прежде. Если перед включением мутантного гена ученые удаляли у мышей их природные гены Per2, животные засыпали и пробуждались примерно на четыре часа раньше, чем прежде. По словам Фу, это говорит о том, что данная аминокислота играет действительно ключевую роль. Фу говорит, что следующая цель их группы разработать терапию нарушений биологических ритмов человека.

Никхиль Сваминатан