Proč jdou buněčné hodiny přesně

Denní biorytmy představují sumu změn ve fyziologii, genové expresi a chování, která se opakuje v cca 24 hodinových cyklech. Dalo by se říci, že jednotlivé buňky organismu mají své vlastní hodinky, které seřizují podle signálů z centrálních hodin v části mozku označované jako hypotalamus. Výkonnou funkci buněčných hodinek kontroluje skupina specifických genů. Celý proces vypadá následovně: buňka obdrží chemický signál z hypotalamu a kontrolní geny na něj zareagují spuštěním odpovědi specifické pro konkrétní tkáň i denní dobu. Mezi takové odpovědi patří například regulace tělesné teploty a krevního tlaku nebo koncentrace hormonu melatoninu, stejně jako změny jaterního metabolismu.

Otázkou ovšem je, jakým způsobem buňka udržuje přesný chod svých buněčných hodin v neustále se měnícím chemickém prostředí uvnitř buňky. Vědci vytvořili matematický model této situace, pomocí kterého identifikovali molekulární parametry odpovědné za stabilitu buněčných hodin. Zjistili, že klíčová je chemická modifikace (konkrétně fosforylace) kontrolních genů. Tento nález potvrzuje předcházející závěry amerických vědců. Ti už popsali poruchy spánku, ke kterým dochází v případě, že jsou kontrolní geny mutované a buněčné hodiny následkem toho nefungují zcela přesně.