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
Точные прогнозы погоды могут снизить смертность от жары
Исследование показывает: более точные и своевременные прогнозы дают людям время защитить здоровье и при благоприятном развитии технологий могут снизить число смертей от жары к 2100 году. Авторы используют данные наблюдений и моделирование.
Учёные нашли скрытую регенерацию у млекопитающих
Исследование команды из Texas A&M, опубликованное в Nature Communications, показало, что у млекопитающих может сохраняться скрытая способность к регенерации. Учёные применили двухэтапное лечение факторами роста и восстановили кость и соединительные ткани.
Анализ крови на основе ИИ помогает отличать деменцию
Учёные разработали анализ крови, основанный на искусственном интеллекте, который может отличать распространённые причины деменции от нормального старения. Тест показал высокую точность, но для клинического применения нужны дополнительные исследования.
