Мыши и ген сонаАналоги мушиных генов были найдены у млекопитающих. (Важный вклад вобнаружение мышиных генов биолоических часов внес Джозеф Такахаши из Медицинского института Говарда Хьюза). Дело пошло быстрее с новыми методами биоинформатики и геномными базами данных. Многие гены циркадных ритмов млекопитающих имеют те же названия, что и у дрозофилы (хотя мышиный эквивалент cycle, например, зовется Bmal1 — Brain and Muscle-like protein). 
Реальная схема их взаимодействия гораздо сложнее и мы ее не покажем, чтобы не устрашать читателя. Достаточно упомянуть, что генов per у мыши три штуки, а cryptochrome — два. У мышей с «нокаутированным», то есть выключенным, Cry1 суточный цикл укорочен, а с выключенным Cry2 — удлинен, если же выключены оба, мышь полностью теряет чувство времени.

У человека описан так называемый синдром раннего засыпания — аdvanced sleep phase syndrome (ASPS). Такие люди — «гипержаворонки», они ложатся спать засветло и просыпаются затемно. Этот синдром бывает наследственным, и недавно выяснилось, что причиной могут быть мутации в гене hРer2 (h здесь от human — человеческий). А вот противоположную напасть, delayed sleep-phase syndrome (DSPS), когда несчастная «сова» засыпает в три часа ночи и не может проснуться утром, связывают с геном hPer3.

Впрочем, следует помнить, что большинство нарушений сна не являются врожденными и лечатся элементарными, всем известными правилами вроде «рано в кровать, рано вставать», «не переедайте на ночь» и «не спите при электрическом свете». В утверждении «все эти “совы” — просто лентяи» много печальной правды. Но правда и то, что есть и люди, физиологически неспо- собные проснуться в семь утра, и это может быть связано с генами.

Шутники, помимо «сов», «жаворонков» и «голубей» (тех, у кого циркадный цикл примерно равен суточному, кто вовремя засыпает вечером и легко просыпается утром), выделяют еще «дятлов». Это, понятно, те, кто свеж и бодр в любое время суток на зависть окружающим.

Шутка шуткой, но люди, которые спят мало и при этом высыпаются, действительно существуют — такая способность была, например, у Н.В.Тимофеева-Ресовского. Исследования выявили целые семьи малоспящих (так же, как, увы, и долгоспящих — некоторые люди нуждаются в более продолжительном сне, чем другие). А раз семьи, значит, дело в генах. Два года назад у людей и мышей обнаружили ген, который ассоциируется с «фенотипом короткого сна» («Science» 2009, т. 325, № 5942, c. 825—826 и 866—870). Это оказался ген репрессора транскрипции (hDEC2- P385R, или просто DEC2), то есть белка, который подавляет активность генов.

Еще раньше было известно, что белки этого семейства подавляют транскрипцию мышиного Per1, вмешиваясь в работу CLOCK:BMAL1 («Nature», 2002, т. 419, № 6909, с. 841—844). Авторы исследования оптимистично предпо- лагают, что это открытие когда-нибудь позволит найти новые эффективные и безопасные средства для регулирования сна. И в самом деле, пора бы уже чем-то заменить феназепам и кофе. Конечно, существуют и «тяжелые» мутации, которые нарушают сразу многое в нервной системе, в том числе и сон.

У дрозофилы, например, имеется ген Shaker (подобный ген есть и у мышей), который кодирует белок калиевого канала. Название «трясущийся» ген получил потому, что у мух, усыпленных эфиром, наблюдалось характерное дрожание лапок, да и при пробуждении их двигательная способность явно была нарушена. Мухи с мутациями этого гена спали гораздо меньше, чем нормальные особи. Еще один ген — sleepless — кодирует белок, который регулирует экспрессию и работу шейкер-каналов в нервной системе дрозофилы, поэтому мутации в нем тоже приводят дрозофил к бессоннице.

У человека также найдены гены, «поломки» в которых вызывают серьезнейшие нарушения сна. Есть неизлечимая наследственная болезнь — фатальная семейная бессонница (известно примерно 40 семей, которые страдают этим заболеванием). Она развивается по доминантному типу, то есть «скрытых носителей», как, например, при гемофилии, быть не может: если у человека есть этот ген, болезнь его не минует.

Проявляется она в возрасте от 30 до 60 лет. Сначала больной страдает от прогрессирующей бессонницы, потом начинаются фобии, галлюцинации, и примерно через полтора года — слабоумие и смерть на фоне полной неспособности спать. Причина болезни — мутация в гене прионового белка PRNP. (Сам белок в нормальном виде называется PrPc, где с означает cellular — клеточный.)

Если в кодоне 178 этого гена, находящегося в 20-й хромосоме, аспарагин заменен на аспарагиновую кислоту, а в позиции 129 присутствует метионин, то получается белок со свойствами при- она, образующий амилоидные бляшки в таламусе. Мутации в том же гене отвечают за наследственный синдром Крейтцфельдта — Якоба. А у представителей племени форе из Новой Гвинеи, чьи предки были каннибалами — те самые, среди которых распространена болезнь куру, чью инфекционную природу доказал Карлтон Гайдушек, — обнаружены варианты этого гена, обеспечивающие иммунитет к куру. Кстати, мутации, вызывающие фатальную на- следственную бессонницу и синдром Крейтцфельдта — Якоба, описали Лев Гольдфарб с сотрудниками, работавшие у Гайдушека в Национальном институте здоровья («Science», 1992, т. 258, № 5083, с. 806—808.).


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+