logo

Пользовательского поиска

Friday 19th of October 2018

Биологи установили биохимическую связь между биологическими часами и диабетом

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Вести из лабораторий
Автор: Administrator   
21.09.2010 13:21

 

 

2

 

Стив Кей (Steve Kay) (факультет биологических наук Университета Калифорнии - Сан-Диего). Белок, о котором было известно, что он оказывает влияние на биологические часы растений и млекопитающих, оказывается, регулирует выработку глюкозы в печени. (Credit: Kim McDonald, UCSD)

 

 

 

 

 

Биологи установили, что ключевой белок, регулирующий биологические часы млекопитающих, контролирует и выработку глюкозы в печени, и пришли к выводу, что изменение уровней этой белка приводит к улучшению состояния больных диабетом мышей.


Это открытие определяет совершенно новый биохимический подход к разработке лечения ожирения и диабета II типа, а также предполагает возможность рассматривать определенную часть подъема диабета в США и других ведущих индустриальных странах как следствие нарушения цикла сна и бодрствования из-за нашего образа жизни, который становится все более «круглосуточным».

«Мы знаем, что мыши с нарушениями в биологических часах проявляют тенденцию к развитию диабета и ожирения», - говорит декан факультета биологических наук Университета Калифорнии Сан-Диего Стив Кей (Steve Kay), один из ведущих авторов исследования. «Известно также, что мыши с ожирением и диабетом обычно не имеют хороших биологических часов. Ученые уже знают о существовании взаимосвязи между циркадными ритмами и поддержанием постоянного поступления в организм глюкозы. Но мы обнаружили, и это очень важно, что специальный белок биологических часов, криптохром, совершенно особым образом фактически управляет тем, как функционирует гормон, регулирующий выработку глюкозы в печени».

«Мы привыкли думать, что наш обмен веществ определяется, прежде всего, гормонами, выделяющимися из поджелудочной железы в состоянии голода или при приеме пищи. Исследование показало, что биологические часы определяют, насколько хорошо эти гормоны способны регулировать метаболизм», - говорит Марк Монтмини (Marc Montminy), профессор Института биологических исследований Солка (Salk Institute for Biological Studies). «Наша работа может объяснить, почему вахтовые рабочие, чьи биологические часы часто дезорганизованы, имеют и больший риск развития ожирения и толерантности к инсулину».

Первоначально криптохром был обнаружен в растениях и рассматривался как ключевой белок, регулирующий биологические часы растений. Позднее было установлено, что он выполняет ту же функцию у фруктовых мушек и млекопитающих. Но его роль в регуляции выработки глюкозы в печени стала для ученых полной неожиданностью.

«То, что криптохром выполняет еще одну функцию, чего никто не мог предвидеть, просто удивительно», - говорит сотрудник лаборатории Кея в UCSD Эрик Чжан (Eric Zhang), первый автор работы. «До сих пор криптохром был известен как белок, ритмично выключающий и включающий гены внутри ядра клеток млекопитающих. Мы же показали, что он играет определенную роль и вне ядра».

Новая функция криптохрома в клетках млекопитающих заключается в регуляции процесса, известного как глюконеогенез, с помощью которого наш организм получает постоянный приток глюкозы, позволяющий функционировать головному мозгу и всем остальным органам и клеткам. Когда мы бодрствуем и питаемся, в кровь поступает достаточно глюкозы. Но чтобы поддерживать необходимый ее уровень, когда мы спим или голодаем, глюкоза должна вырабатываться из гликогена, запасенного в нашей печени.

 

 

«Этот молекулярный механизм, включающий в себя криптохром, предположительно эволюционировал с целью скоординировать энергетический метаболизм с нашей дневной активностью и уровнями питания. Так может ли диабет в некоторых случаях являться результатом поломки циркадных часов? И если да, можно ли найти способы переустановить эти часы так, чтобы вылечить заболевание? Такой подход стал бы совершенно новой системой взглядов на разработку методов лечения диабета» - говорит Кей.

В ходе исследования ученые нашли свидетельства того, что подобный подход вполне возможен. «Наши эксперименты очень убедительно доказали, что изменение уровней криптохрома в печени мышей действительно может принести пользу больным диабетом животным», - добавляет ученый.

Исследователи раскрыли роль криптохрома в глюконеогенезе, изучая, как взаимодействует с биологическими часами сигнальная молекула, известная как циклический АМР.

«О связи между сигналингом циклического АМР и регуляцией циркадных ритмов уже было известно ранее, и мы начали с этой точки, - говорит Кей, - задав себе вопрос: какова же эта взаимосвязь?».

Чжан и его коллеги из UCSD провели серию экспериментов и обнаружили, что выработка следующего за циклическим АМР соединения – белка Creb – в печени мышей протекала ритмично. Это привело ученых к отправной точке - открытию о том, что криптохром регулирует выработку белка Creb в печени.

В своих экспериментах с голоданием и инсулин-резистентными мышами ученые из Института Солка установили, что криптохром регулирует работу гормона глюкагона, управляющего процессом глюконеогенеза в печени, совершенно особым образом. Контролируя выработку циклического АМР, криптохром регулирует активность белка Creb в печени. Таким образом, выработка глюкозы в печени связана с дневными приемами пищи, сном и голоданием через биологические часы.

Ученые считают, что их открытие открывает целую новую область исследований того, как криптохром может регулировать другие клеточные внеядерные функции.

«Биологические часы могут оказывать значительное влияние на другие важные для метаболизма гормоны, а не только на глюкагон», - считает Кей.

Кроме того, исследования, проведенные на человеческих популяциях, продемонстрировали связь между нарушениями в биологических часах, вызванными такими факторами, как вахтовая работа и постоянные длительные перелеты, и склонностью к развитию наряду с диабетом определенных форм раков. Поэтому ученые планируют продолжить свои исследования криптохрома, ища соединения, которые могут поднять или снизить активность этого важнейшего белка биологических часов.

Исследование финансируется грантами Национального института здравоохранения (National Institutes of Health) США.

 

 

По материалам

Biologists Discover Biochemical Link Between Biological Clock and Diabetes

 

Аннотация к статье: Cryptochrome mediates circadian regulation of cAMP signaling and hepatic gluconeogenesis

 

© «Биологи установили биохимическую связь между биологическими часами и диабетом». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на сайт LifeSciencesToday.

 

 

 

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday549
mod_vvisit_counterYesterday1217
mod_vvisit_counterThis week7179
mod_vvisit_counterLast week9071
mod_vvisit_counterThis month24228
mod_vvisit_counterLast month38100
mod_vvisit_counterAll days4152734

We have: 5 guests, 2 bots online
Your IP: 54.198.55.167
 , 
Today: Окт 19, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.