Аппетит и потребление пищи у мух контролируются конкурирующими «часовыми» генами

Пионер в исследовании циркадных генов, связанных со сном и бодрствованием, Амита Сегал (Amita Sehgal, Ph.D.) обнаружила, что аппетит и потребление пищи у плодовых мушек (Drosophila melanogaster) контролируются двумя конкурирующими наборами «часов»: один находится в нейронах, а другой — в жировом теле мухи, аналоге печени.

Эти результаты, расширяющие роль циркадных часов на метаболизм, были представлены на 49-й ежегодной встрече Американского общества клеточной биологии (American Society for Cell Biology) 5–9 декабря 2009 года в Сан-Диего.

Как объяснила Сегал, исследователь из Медицинской школы Пенсильванского университета при Медицинском институте Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute), у плодовых мушек нейроны и ткань жирового тела оказывают противоположное влияние на запасание питательных веществ, а следовательно, на потребление пищи и реакцию на голод.

Часы в жировом теле способствуют накоплению питательных веществ, позволяя животному переживать периоды голода. Часы в нервной системе, напротив, истощают запасы питательных веществ и стимулируют питание, скорее всего, для их восполнения.

Таким образом, Сегал пришла к выводу, что циркадный ритм питания, вероятно, контролируется взаимодействием этих метаболических и нейронных часов.

Чтобы понять, как циркадные ритмы управляют питанием и метаболизмом, Сегал отследила уровни экспрессии молекул в жировом теле, которые, как известно, меняются в течение суточного цикла.

Эти эксперименты позволили идентифицировать несколько молекул, участвующих в метаболизме липидов, иммунном ответе, детоксикации и других различных путях.

Обратная связь сложна, отметила Сегал: «Мы обнаружили, что метаболические сигналы, такие как питание, могут изменять экспрессию некоторых из этих молекул. Таким образом, часы могут управлять ритмами метаболической функции, а метаболические сигналы могут влиять на часы».

Циркадные часы существуют миллиарды лет; даже организмы у корней древа жизни, такие как бактерии, имеют «часовые» гены. Однако понимание учеными 24-часовых циркадных часов начало формироваться лишь в последние десятилетия, когда клеточные биологи начали экспериментировать с плодовой мушкой и обнаружили, что гены с 24-часовым циклом контролируют её режим сна.

Исследования показали, что «часовые» гены задают ритм для многих органов человеческого тела, например, для печени, чьи часы управляют ритмами метаболической функции.

Источник: American Society for Cell Biology