Gen rządzi naszym snem

Dlaczego niektórzy ludzie chodzą spać nawet przed kurami i zbyt wcześnie wstają? Zdaniem naukowców z USA odpowiedzialny jest za to jeden wadliwie działający gen

"Poranne zorze, poranne zorze, gdy idę w Sopocie nad morzem" - śpiewa zespół Kult w jednym ze swoich najsłynniejszych utworów. Oczywiście, żeby zobaczyć poranne zorze w Sopocie czy gdziekolwiek indziej, trzeba wcześnie wstać. Niektórzy nie mają z tym problemów. To tzw. ranne ptaszki albo skowronki. Do całkiem odmiennej kategorii należą sowy. Te osoby kładą się do łóżka bardzo późno i równie późno z niego wychodzą.

Dlaczego ich biologiczny zegar jest tak bardzo przesunięty w jedną albo drugą stronę? Odpowiedź na to pytanie przynosi dzisiejszy numer czasopisma "Cell". Na jego łamach naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco opisali jeden z mechanizmów, który rządzi naszym snem.

Co nakręca zegar biologiczny?

Zespół kierowany przez Louisa Ptáceka skupił się na skowronkach. Zbyt wczesne kładzenie się do łóżka i równie wczesne wstawanie to tzw. rodzinny syndrom zaawansowanej fazy sennej (Familial Advanced Sleep Phase Syndrom - FASPS). To rzadkie schorzenie, przekazywane czasem dzieciom przez rodziców. Już od pewnego czasu naukowcy podejrzewali, że kluczową rolę w jego rozwoju odgrywa mutacja w genie Per2 .

Produktem jego działania jest białko o tej samej nazwie. To właśnie ono jest prawdopodobnie korbką, która nakręca mechanizm prawidłowo funkcjonującego zegara biologicznego. Przedtem musi jednak zostać spełniony jeden warunek. Białko Per2 musi ulec obróbce, a konkretnie - powinna się do niego dołączyć grupa fosforanowa (czyli musi ulec fosforylacji). Okazało się, że u osób ze zmutowanym genem Per2 proces ten zostaje zahamowany.

Ptácek postanowił udowodnić swoją teorię za pomocą eksperymentu. Do DNA całkiem zdrowych myszy wprowadziła wadliwie działającą kopię Per2 . Skutek? Gryzonie natychmiast przemieniły się w skowronki. "Rozwinął się u nich pełnoobjawowy FASPS" - pisze w "Cell" Ptácek.

Naukowcy spróbowali następnie odwrócić tę sytuację. Dzięki inżynierii genetycznej sprawili, że fosforylacja białka Per2 ruszyła pełną parą. Myszy błyskawicznie przerzuciły się na nocny tryb życia.

Pigułka na jet lag?

"Wyniki naszych prac dowodzą, że kluczową sprawą dla działania zegara biologicznego jest białko Per2. Gdy liczba jego cząsteczek osiąga odpowiedni poziom, komórki organizmu dostają sygnał, że można zacząć nowy dzień. Osoby z FASPS produkują jednak mniej białka Per2 niż pozostali. Powoduje to przesunięcie granicy. Sygnał o nadejściu nowego dnia zostaje wysłany wcześniej. Skutek jest taki, że zrywamy się z łóżek bardzo wcześnie" - podsumowuje Ptácek.

Jakie praktyczne znacznie ma odkrycie dokonane przez jej zespół? - Przede wszystkim może pomóc ludziom, których zegar biologiczny ulega zakłóceniu, np. pracownikom nocnej zmiany - mówi uczona. - Być może także tym, którzy podróżują samolotami i zmieniają strefy czasowe. Bez problemu przestawiają zegarki na rękach, ale ich zegar biologiczny nie potrafi się tak szybko przestawić. Może kiedyś doczekamy się, że po wyjściu z samolotu będziemy po prostu brać pigułkę i natychmiast zapominać o koszmarze jet lagu.

Więcej o: