«В течение некоторого времени мы знали, что хронометраж наших биологических часов — сложное дело», — говорит Джастин Блау из Нью-Йоркского университета, профессор биологии и нейробиологии и один из соавторов исследования. "Но наши результаты предлагают новые подробности о том, как тактовые нейроны работают вместе, чтобы держать друг друга под контролем."
В исследовании также приняли участие исследователи из Мичиганского и Хьюстонского университетов.
Они исследовали биологические, или циркадные, часы плодовых мушек дрозофилы, которые обычно используются для исследований в этой области — более ранние исследования «генов часов» у плодовых мушек позволили идентифицировать аналогично функционирующие гены у людей.
Хотя у ученых есть твердое представление о том, как биологические часы работают в отдельных клетках, менее ясно, как отдельные клетки синхронизируются во времени вместе. Такое понимание жизненно важно, чтобы организм имел одно связное чувство времени.
Эта динамика была в центре внимания исследования PLOS Biology.
Исследователи сосредоточили свое внимание на восьми главных нейронах-кардиостимуляторах (LNv), расположенных в центральном мозге — эти нейроны устанавливают время ежедневных переходов между сном и бодрствованием на лету.
В частности, они исследовали сигналы, поступающие на эти восемь LNv. Исследователи обнаружили, что LNv нуждаются в двух синхронизирующих сигналах: они сигнализируют друг другу на рассвете и получают сигнал от второй группы нейронов часов в сумерках.
LNv очень быстро начинают десинхронизацию у мух, лишенных какого-либо из этих синхронизирующих сигналов, что показывает, насколько активен и важен этот процесс. А у мух, лишенных обоих этих сигналов, LNv демонстрируют слабые ритмы тактовых генов и нарушенные циклы сна / бодрствования.
Исследователи отмечают, что их результаты проливают новый свет на то, что происходит в сумерках, и на важность времени появления этого сигнала.
«Ученые уже знали о сигналах на рассвете, но раньше мы не знали о сигналах, которые происходят вечером», — объясняет Блау. "Мы видим, насколько деликатным является этот процесс — и меры по рассинхронизации часов могут даже позволить нам быстрее переустановить наши часы на новый часовой пояс, что было бы неоценимо во время смены часовых поясов."