Белковые «объятия»: как неупорядоченный белок управляет циркадными ритмами

Циркадные часы, лежащие в основе суточных ритмов, связаны со многими жизненно важными системами у растений, грибов, насекомых и даже людей. Нарушения в их работе у человека повышают риск ряда заболеваний, включая некоторые виды рака и аутоиммунные расстройства.

Дженнифер Хёрли из Политехнического института Ренсселера исследует молекулярные механизмы, позволяющие этим часам отсчитывать время. В работе, опубликованной в Nature Communications, её команда обнаружила неожиданный принцип взаимодействия между белками в грибе Neurospora crassa.

Ключевое открытие:

• Изучаемый неупорядоченный (гибкий) белок часов FRQ содержит области с положительным зарядом.
• Эти «блоки» позволяют FRQ взаимодействовать с белком FRH сразу во многих точках, образуя прочную связь, которую исследователи сравнивают с «медвежьими объятиями».

Важность взаимодействия:

Именно это сложное взаимодействие переключает молекулярные часы из режима «песочных часов» (которые требуют ежедневного сброса светом) в режим устойчивого осциллятора. Такой осциллятор поддерживает непрерывный ритм без необходимости световой перезагрузки и является основным способом отсчёта времени циркадными часами.

Практическое значение:

Понимание механизмов работы часов открывает путь к их контролю для решения прикладных задач:

• Повышение эффективности производства биотоплива.
• Борьба с последствиями смены часовых поясов (джетлагом).
• Поддержание здоровья людей с посменным графиком работы.
• Развитие хронотерапии в медицине: планирование операций или химиотерапии на время суток, когда это наиболее эффективно и безопасно для пациента.

Исследование углубляет фундаментальное понимание молекулярных основ циркадных ритмов, что необходимо для смягчения их нарушений у человека.