Циркадные ритмы позволяют организму согласовывать внутреннее время с внешним. Центром этой системы является супрахиазматическое ядро (SCN) — сеть нейронов, которая координирует бодрствование и сон. Вопросы о «жаворонках» и «совах», джетлаге и сезонном аффективном расстройстве частично связаны с работой SCN.
Исследователи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе возглавляемая профессором Эриком Херцогом и сотрудником KL Nikhil разработали новый вычислительный метод MITE (Mutual Information and Transfer Entropy), который произносят как "mighty". В работе, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, команда проанализировала недельные записи экспрессии генов с клеточным разрешением и восстановила более 25 миллионов связей между более чем 8 000 клеток у 17 мышей с точностью свыше 95%.
Карта взаимосвязей показала, что для согласованной работы SCN нужна лишь небольшая группа высокосвязанных хаб-клеток, включая нейроны, экспрессирующие VIP. Учёные выделили пять функциональных типов клеток и описали, в частности, хабы, мостовые и поглощающие клетки. В моделях удаление хаб-нейронов разрушало синхронность сети. Дальнейшие шаги — изучить механизмы действий хабов и проверить целевые вмешательства для восстановления биологических часов.
Сложные слова
- циркадные ритмы — внутреннее биологическое время организма в сутки
- супрахиазматическое ядро — группа нейронов, главный биологический часов организма
- нейрон — клетка нервной системы, передаёт сигналынейронов, нейроны
- экспрессия — процесс, когда ген производит белокэкспрессии
- восстановить — вернуть или заново наладить прежнее состояниевосстановила
- хаб — особенно важная сильно связанная клетка сетихаб-клеток, хабы, хаб-нейронов
- синхронность — одновременная и согласованная работа элементов
Подсказка: наведите, сфокусируйтесь или нажмите на выделенные слова, чтобы увидеть краткие определения прямо во время чтения или прослушивания.
Вопросы для обсуждения
- Почему, по вашему мнению, небольшая группа хаб-клеток может быть важнее других клеток для согласованной работы SCN?
- Как применение вычислительных методов, подобных MITE, может помочь исследователям в изучении биологических систем?
- Какие простые вмешательства могли бы помочь восстановить биологические часы у человека и почему?
Похожие статьи
Ледниковые озёра в Гиндукуше — Гималаях и риск прорывов
В регионе Гиндукуш — Гималаи тают ледники и образуются более чем 8,900 озёр. Прорывы ледниковых озёр уже причиняли гибель людей; эксперты просят совместную науку и открытый обмен данными, но секретность и ограничения мешают предупреждениям.
Виндхук: запуск спутниковой системы раннего оповещения SEWA
На форуме в Виндхуке (Намибия) 23–27 июня представили SEWA — спутниковую систему раннего оповещения. Система и связанная программа ClimSA должны улучшить доступ к климатическим данным и помочь Африке готовиться к погодным и климатическим рискам.