Для сброса циркадных ритмов ключева нейронная кооперация

Исследователи, сообщающие в журнале Cell Reports 17 апреля, обнаружили, что кластеры клеток мозга плодовых мушек, ответственные за пики активности на рассвете и в сумерках (утренние и вечерние осцилляторы), не работают в одиночку. Для того чтобы внутренние часы мушек следовали за солнцем, ключева кооперация.

«Без правильной синхронизации циркадные часы бесполезны или даже могут быть вредны для организма», — сказал Патрик Эмери из Медицинской школы Массачусетского университета.

В мозге дрозофил около 150 циркадных нейронов, включая небольшую группу утренних осцилляторов, которые способствуют активности рано утром, и группу вечерних осцилляторов для активности позже. Утренние осцилляторы также задают темп молекулярных ритмов в других частях мозга.

Ранее считалось, что они делают это, полагаясь на собственную чувствительность к свету («клеточно-автономную фоторецепцию»), так как эти клетки экспрессируют специализированный фоторецептор Cryptochrome (CRY). Однако новое исследование показывает, что этого недостаточно.

Учёные манипулировали способностью CRY функционировать через другой компонент часов, известный как JET (Jetlag), в разных циркадных нейронах. Опыты показали, что для своевременной активности мушкам необходимы не только утренние, но и вечерние осцилляторы.

Роль JET также оказалась шире, чем ожидалось. Помимо обеспечения клеточно-автономного восприятия света, этот белок позволяет различным циркадным нейронам быстро взаимодействовать друг с другом после воздействия света (механизм пока неизвестен).

Новая модель также предполагает, что у дрозофил и млекопитающих больше сходства в синхронизации активности с солнцем, чем считалось. У млекопитающих специфические нейроны циркадного водителя ритма мозга (супрахиазматическое ядро, SCN) получают световой сигнал от сетчатки, а затем взаимодействуют с нейронами-водителями ритма, что сбрасывает всю циркадную сеть.