Dzień i noc w wydaniu genetycznym, czyli cykl dobowy na poziomie molekularnym

Kręcąc się wokół własnej osi, Ziemia wyznacza dobowy cykl naszego życia. Cykl, który jak się okazuje, dotyczy nawet poziomu naszych genów.

To, że aktywność naszego organizmu toczy się wokół wewnętrznego zegara biologicznego, opisywaliśmy już chociażby w kontekście konieczności regularnego snu. Tego tematu dotyczył też zresztą tegoroczny Nobel z fizjologii i medycyny. Obserwując rzeczywistość wokół nas widać, że wszystko ma swój czas i kręci się zgodnie z określonymi cyklami. Najnowsze badania opublikowane w magazynie Science wskazują, że zasada ta sprawdza się także na poziomie molekularnym.

Gen i jego doba

Rytm okołodobowy to cykl zmian fizjologicznych charakteryzujący zasadniczo wszystkie organizmy na Ziemi. Znany nauce już od XVIII wieku wciąż jest obiektem badań, a najnowsze z nich starają się łączyć go z transkrypcją genetyczną, czyli po prostu kopiowaniem DNA w RNA. Badania przeprowadzono w Salk Institute, wykorzystując sekwencjonowanie RNA. Wyniki wskazały, że około 80% genów w naszym organizmie działa zgodnie z rytmem dnia i nocy. Co więcej, dotyczy to wielu różnych typów tkanek oraz regionów w mózgu.

Otóż w większości tkanek transkrypcja genetyczna ma miejsce wczesnym rankiem, późnym popołudniem oraz wieczorem przed porą snu. Regularność tego rytmu dobowego wydaje się zatem jeszcze istotniejsza i powszechniejsza niż się do tej pory wydawało.

Jest to tym samym kolejne badanie wskazujące na znaczenie regularnego trybu życia zgodnego z zegarem biologicznym, a więc także na trudności związanej chociażby ze zmianowym trybem pracy. Trybem, który jak widać może mieć swoje odbicie nawet na poziomie ekspresji naszych genów.

Walka z chorobami i idealne dawkowanie leków

Do czego mogą przydać się tego typu obserwacje? Satchidananda Panda, jeden z autorów badań, wskazuje jasno, że tego typu wiedza stanowi konieczną ramę dla zrozumienia, jak właściwie zaburzenia w cyklu dobowym mogą powodować wiele różnych chorób ciała i mózgu. Chodzi tu, chociażby o depresję, ale także chorobę Crohna (zapalna choroba jelit), zawały, a nawet nowotwory. Zdaniem naukowca tego typu zależność może dotyczyć nawet 150 różnych chorób. Jeśli oszacowana w ten sposób skala zjawiska jest prawdziwa, to rzeczywiście można powiedzieć, że opisane badania tropiące zegar biologiczny na poziomie molekularnym mogą okazać się bardzo istotne.

To zresztą jeszcze nie wszystko. Badacze wskazują również, że wiedza na temat cyklu dobowego według którego, funkcjonują dane geny, może być bardzo przydatna w laboratorium, ale także znaleźć swoje zastosowanie w farmakologii. Po prostu dzięki tej wiedzy będzie można dokładniej  określać najlepszy czas i częstotliwość przyjmowania danych leków. Z taką wiedzą przyjmowanie ewentualnych medykamentów stałoby się po prostu dużo efektywniejsze.