Американские ученые изучили как циркадные ритмы влияют на ДНК

Исследования циркадных ритмов - наших внутренних 24-часовых циклов, влияющих на периоды сна-бодрствования и обмена веществ, - показали, что выбор времени суток имеет ключевое значение для здоровья человека. Когда наша деятельность и внутренние циркадные часы не соответствуют естественному циклу «день-ночь» - например, при нерегулярной сменной работе, смене часовых поясов и неправильном режиме сна-бодрствования, - мы повышаем риск заболеваний из-за неправильного протекания важных биологических процессов. Но генетика, лежащая в основе этих механизмов, еще не до конца изучена.

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего, изучающие цианобактерии, или по-другому «сине-зелеными водоросли», выявили причины поведения, которое регулируется циркадными часами.

В поисках новых генов бактерии берут ДНК из окружающей среды. Такие процессы обеспечивают наличие исходного материала для создания генетических вариаций, благодаря которым происходит эволюция видов. Однако детали этого загадочного процесса понятны лишь у нескольких организмов. Способность поглощать ДНК обычно строго регулируется, так как беспорядочное поглощение чужеродных генов может оказаться губительным для организма.

В новом исследовании ученые определили механизм поглощения ДНК у цианобактерий Synechococcus elongatus и обнаружили, что внутренние циркадные часы в их клетках препятствуют поглощению ДНК в начале дня и усиливают этот процесс в ночное время. Они выявили, что опосредованная часами экспрессия определенных генов, вызываемых темнотой, играет центральную роль в поглощении ДНК из окружающей среды. Когда темнота наступает в то время, в которое клетки «ожидают», процесс поглощения и встраивания ДНК резко возрастает. Когда внешняя среда не соответствует «внутренним часам» бактерий, прироста поглощения и встраивания ДНК не происходит.

«Это исследование является ярким примером того, как важно поддерживать внутренние биологические часы в соответствии с внешней средой, чтобы процессы происходили в нужное время суток», - говорят исследователи.

У людей нарушение циркадных ритмов может вызываться некачественным освещением (пульсирующий свет), а также неестественным спектром освещения. Свет от экранов компьютеров и смартфонов (синий свет) при длительном воздействии может провоцировать снижение выработки мелатонина, что, в свою очередь, приводит к нарушению сна и даже бессоннице. Также данный спектр света может негативно влиять на макулу глаза, из-за чего ухудшается зрение.

Проверить «качество» света, тем самым обезопасив свое здоровье, можно при помощи недорогих и профессиональных люксметров-пульсметров. На рынке существуют как бытовые, так и профессиональные решения под широкий спектр задач.