Учёные выяснили, как солнечный свет влияет на наши сезонные биоритмы

Учёные обнаружили два гена «внутренних часов», которые раскрывают механизм контроля сезонных изменений гормонов. Это открытие может помочь в разработке методов лечения сезонного аффективного расстройства.

Исследователи из Эдинбургского и Манчестерского университетов также установили, что один из этих генов (EYA3) выполняет схожую роль у птиц и млекопитающих. Это указывает на общую эволюционную связь, сохранившуюся более чем 300 миллионов лет.

В исследовании анализировались тысячи генов у соэйских овец. Эта древняя порода, восходящая к бронзовому веку, считается одной из наиболее примитивных, чьи сезонные биологические часы не были затронуты многовековой селекцией.

Долгое время учёные предполагали, что ключевая молекула — тубералин — вырабатывается в гипофизе у основания мозга и посылает сигналы для высвобождения гормонов, управляющих сезонными изменениями. Однако до сих пор природа этой молекулы, её механизм работы и регуляция оставались неизвестными.

Команда сосредоточилась на области мозга, реагирующей на мелатонин — гормон, участвующий в сезонной синхронизации у млекопитающих.

Исследование выявило молекулу-кандидат на роль неуловимого тубералина. Она передаёт сигналы внутри гипофиза, стимулируя высвобождение другого гормона — пролактина — при увеличении продолжительности светового дня. Это помогает животным адаптироваться к сезонным изменениям окружающей среды.

Впоследствии учёные идентифицировали два гена — TAC1 и EYA3, — которые активировались рано, когда естественный уровень гормонов повышался из-за более длинных дней. Результаты опубликованы в журнале Current Biology.

Профессор Дейв Бёрт (Институт Рослина, Эдинбургский университет): «Более десяти лет учёные знали о существовании этой загадочной молекулы тубералина, но до сих пор никто не понимал, как именно она работает. Идентификация этих генов не только проливает свет на работу наших внутренних годовых часов, но и показывает ключевую связь между птицами и млекопитающими, сохранившуюся более 300 миллионов лет».

Исследование предполагает, что первый ген, TAC1, может работать только при наличии второго гена, EYA3 (который также есть у птиц). Второй ген, вероятно, регулирует TAC1, позволяя ему включаться в ответ на увеличение длины дня.

Профессор Эндрю Лоудон (Факультет наук о жизни, Манчестерский университет): «Многое в нашем поведении контролируется сезонами. Это исследование открывает новые данные о том, как животные адаптируются к сезонным изменениям, которые влияют на такие факторы, как спячка, накопление жира, репродукция, а также способность противостоять болезням».