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
Магнитное поле Земли могло переносить частицы на Луну
Новое исследование показывает, что магнитное поле Земли в течение миллиардов лет могло переносить крошечные частицы атмосферы на лунную поверхность. Это объясняет избыток летучих веществ в реголите и сохраняемую химическую запись.
Эмоции укрепляют память через интеграцию мозговых сетей
Исследователи из Университета Чикаго и другие команды использовали fMRI и три способа оценки возбуждения, чтобы понять, почему эмоциональные сцены запоминаются лучше. Они нашли, что возбуждение повышает согласованность между сетями мозга и улучшает запоминание.
Как представительство учёных влияет на доверие
Новое исследование в журнале Nature Human Behaviour показывает: демографическое представительство учёных влияет на общественное доверие в США. Авторы считают, что большее включение разных людей может укрепить доверие в условиях дезинформации и поляризации.
Топ‑10 научных новостей года от Futurity
В конце 2025 года Futurity опубликовал подборку десяти заметных новостей о научных исследованиях. Материалы охватывают ветеринарную медицину, энергию, археологию, нейронауки и экологическое здоровье; читателям предложили вернуться в 2026 году.