Удаление гена биологических часов BMAL1 делает защитные клетки, поглощающие бактерии, более устойчивыми к патогенам, обнаружено в исследовании Манчестерского университета (University of Manchester) и Оксфордского университета (University of Oxford), которое опубликовано в научном журнале PNAS.
Актуальность проблемы
У большинства живых существ есть внутренние биологические часы организма, которые регулируют время сна и пробуждения. Сложный набор генов, которые имеют свойство включаться и выключаться, заставляет биологические часы организма работать 24 часа, и ген, известный под аббревиатурой BMAL1, является одним из главных регуляторов этих часов, контролируя многие другие гены.
Материалы и методы обследования
Чтобы выяснить, как биологические часы могут повлиять на клетки организма, борющиеся с инфекцией, соавтор исследования Гарет Китчен (Gareth Kitchen) из Манчестерского университета генетически спроектировал мышей с удаленным геном BMAL1. Ученые также решили выяснить, что делает этих мышей устойчивыми к пневмонии, и сосредоточились на ключевой иммунной клетке, известной как макрофаг.
Макрофаги — это специализированные клетки крови и тканей, которые обнаруживают, поглощают и в конечном итоге уничтожают бактерии и другие вредные организмы, попадающие в организм.
Результаты научной работы
Это первое исследование, в котором обнаружено, что ген биологических часов влияет на устойчивость к бактериальной пневмонии, смертельному заболеванию, ответственному за 5% всех смертей ежегодно в Великобритании. Внутренние биологические часы организма не согласуются с окружающей средой, поэтому организм испытывает смену часовых поясов, но совсем недавно ученые также обнаружили, что биологические часы организма также влияют на иммунитет.
“Мы обнаружили, что организм мышей слабее в борьбе с пневмококковыми бактериями, которые вызывают пневмонию при заражении в течение дня, по сравнению с заражением инфекцией ночью”, — комментирует автор исследования Дэвид Рэй (David Ray). Но мы понятия не имели, как это происходит. Мы были очень удивлены, обнаружив, что мыши, у которых отсутствовал ген BMAL1, были более устойчивы к бактериальной пневмонии”.
Исследователи обнаружили, что удаление гена BMAL1 в макрофагах перегружает их, делая их более мобильными и способными лучше поглощать и уничтожать бактерии, как в чашке Петри, так и в организме мышей. Делеция BMAL1 представляет собой каскад изменений, которые в конечном итоге запускают переключатель, делающий «скелет» макрофагов (состоящий из белка, называемого актином) менее жестким, что облегчает клеткам перемещение и поглощение бактерий. Это показывает, что именно укрепление актинового скелета клеток делало их более эффективными в борьбе с патогенами.
«По мере того как мы вступаем в эру бактериальной устойчивости к антибиотикам, становится все более и более важным понять, как работает наш врожденный иммунитет», — добавляет Рэй. «Мы могли бы использовать некоторые из препаратов, которые в настоящее время тестируются, способные изменять биологические часы организма, чтобы модифицировать макрофаги».
Авторы другого исследования утверждают, что макрофаги усиливают противовоспалительную функцию иммунной системы.
