Учёные выяснили, как синхронизируются нейроны биологических часов на рассвете и закате

Учёные раскрыли, как нейроны-водители ритма синхронизируются на рассвете и закате для поддержания правильной работы биологических часов. Результаты, опубликованные в журнале PLOS Biology, углубляют понимание регуляции циклов сна и бодрствования и открывают перспективы для лечения связанных расстройств.

Исследователи из Нью-Йоркского университета, Университета Мичигана и Университета Хьюстона изучали циркадные часы плодовых мушек Drosophila. Хорошо известно, как часы работают внутри отдельных клеток, но механизм их совместной синхронизации оставался менее ясным.

Учёные сфокусировались на восьми главных нейронах-водителях ритма (LNvs) в центральном мозге, которые задают время суточных переходов между сном и бодрствованием у мух.

Было обнаружено, что для синхронизации LNvs необходимы два сигнала:

• На рассвете: нейроны LNvs обмениваются сигналами друг с другом.
• На закате: нейроны LNvs получают сигнал от второй группы нейронов часов.

В отсутствие любого из этих сигналов нейроны LNvs быстро десинхронизируются. У мух, лишённых обоих сигналов, наблюдаются слабые ритмы работы часовых генов и нарушенные циклы сна/бодрствования.

"Учёные уже знали о сигнализации на рассвете, но мы не знали ранее о сигнализации, происходящей вечером", — поясняет соавтор работы Джастин Блау. Этот процесс оказался очень тонким, и его целенаправленное нарушение может, например, позволить быстрее перевести часы при смене часовых поясов, что было бы бесценно в борьбе с джетлагом.