Носії мутації в гені CRY1 страждають від постійного джетлагу.
Мало хто любить вставати рано вранці, але деяким людям ранні підйоми даються набагато важче, ніж іншим. На думку авторів нового дослідження, якщо ви лягаєте спати пізно і відчуваєте серйозні труднощі з раннім пробудженням, ви можете бути володарем генетичної мутації, що змінила ваші циркадні ритми.
Людей, які лягають спати пізно, а вранці ледь можуть встати з ліжка, зазвичай називають «совами». Сомнологи, лікарі, які спеціалізуються на розладах сну, часто діагностують у «сов» так званий «синдром відстроченого настання фази сну» (ОНФС). Вважається, що, наприклад, у США від ОНФС страждає близько 15% населення.
У людей з ОНФС змінено циркадні ритми. Ці «внутрішні години» протягом доби змінюють фізіологічні процеси, що йдуть в організмі, залежно від умов навколишнього середовища. Іншими словами, саме завдяки циркадним ритмам ми відчуваємо бажання лягти спати, коли настає ніч. Однак у пацієнтів, які страждають на ОНФС, цього не відбувається.
ОНФС вважається найпоширенішою з розладів сну. Останні, в свою чергу, пов'язані з депресіями, серцево-судинними захворюваннями, підвищеною тривожністю і цукровим діабетом.
Авторам нового дослідження, опублікованого у виданні Cell, вдалося виявити нову мутацію, яка відіграє важливу роль у зміні циркадних ритмів. Робота була проведена під керівництвом Майкла Янга (Michael Young), керівник лабораторії генетики (Laboratory of Genetics) в Рокфеллерівському університеті (The Rockefeller University). Автори дослідження вважають, що звичка до «совиного» способу життя може бути обумовлена мутацією в гені CRY1.
Як генетична мутація може вплинути на наш внутрішній годинник
Наші циркадні ритми обумовлені генетично, і, як пояснюють автори статті, під час еволюції вони залишалися незмінними. Внутрішній годинник «практично ідентичний у мух і у людей», пояснює Янг.
На початку циркадного кола клітини починають синтезувати білки-активатори. Протягом 24-годинного циклу активатори встигають зібрати власні інгібітори і послабити свій вплив. Коли всі активатори «затихають», зупиняється і синтез інгібіторів. А коли всі інгібітори будуть метаболізовані, активатори знову почнуть працювати і цикл повториться.
Янг і його колеги виявили, що білок, кодований геном CRY1, є одним з інгібіторів. Він пригнічує білки-активатори Clock і Bmal1 (у людей останній носить назву «ARNTL»). Також дослідники знайшли однобуквену мутацію в гені CRY1. Хоча зміни при цій мутації зачіпають лише одну пару азотистих підстав в молекулі ДНК, цього достатньо, щоб значна частина синтезованої на основі гена білкової молекули виявилася втрачена. У підсумку інгібітор стає гіперактивним, пригнічує роботу активаторів занадто сильно, що і призводить до збільшення довжини циркадного циклу, як мінімум, на півгодини.
Генетичні мутації можуть призвести до затримки сну на 2 години і більше
Використавши інформацію з бази даних людських генетичних варіацій, дослідники визначили, що мутація в гені CRY1 присутня у 1 з 75 європейців нефінського походження. Також вченим вдалося виявити 28 носіїв мутації турецького походження (у одного з них описана мутація опинилася в гомозіготному стані).
Вчені змогли вивчити шість не пов'язаних між собою сімей, в яких проживали носії мутації. Генетичний статус добровольців підтверджувався за допомогою зразка біоматеріалу. Таким чином серед них були виявлені 8 носіїв гомозіготних мутацій і 31 носій гетерозіготної мутації. Ще у 31 учасника мутація не була виявлена. Щоб дізнатися більше про режим дня добровольців, вчені використовували опитувальники та інтерв'ю. Порушення сну були виявлені у 38 носіїв мутації, в той час як у їх подружжя і родичів, які не мають мутації, подібних проблем не було. Це дозволило дослідникам зробити висновок, що мутація в гені CRY1 володіє високою пенетрантністю, тобто, при її наявності проблеми з циркадними ритмами виникають практично завжди.
Носії мутації лягали спати набагато пізніше, ніж ті, у кого її не було. О 4 годині ранку останні зазвичай перебували приблизно в середині періоду сну, в той час як у людей, що володіють мутацією, ця точка зміщувалася на період з 6 до 8 години ранку. Виходить, що внутрішня «доба» у людей з такою мутацією тривають дещо довше, ніж повний обіг Землі навколо своєї осі. Тобто, вони страждають від стану, що нагадує постійний джетлаг - щось подібне люди без мутації відчували б, якби весь час переміщалися в східному напрямку.
Однак дослідники відзначають, що вплив мутації можна подолати за допомогою самоконтролю і неухильного дотримання режиму дня.
«Зовнішній добовий цикл і уважне ставлення до гігієни сну може допомогти» повільним «внутрішнім годинникам налаштуватися на 24-годинну добу», - розповідає перший автор дослідження Аліна Патке (Alina Patke), доцент лабораторії генетики. Патке сама ідентифікує себе як «сову», тому додає: «Нам просто доводиться докладати більше зусиль».