Немецкие биологи описали работу нейронов мозга дрозофилы, которые управляют циркадными ритмами ее активности, включая линьку.

Циклические колебания циркадных ритмов знакомы всем чередованием сна и бодрствования. Однако охватывают они практически все физиологические процессы и проявляются у множества живых существ, начиная от самых простейших. Чаще всего изучают их на обычных дрозофилах – эти работы показали, что в организме существует несколько центров контроля, регулирующих эти циклические ритмы.

Среди них у насекомых важную роль играют проторакальные железы, которые в строго определенный момент времени запускают процесс линьки, выделяя соответствующий гормон – экдизон. Ранее уже было показана связь работы этих желез с нервными клетками-регуляторами «внутренних часов», расположенными в мозге дрозофилы. Эти клетки так и были названы PTTH-нейронами – «нейронами, связанными с проторакальнотропным гормоном» (ProThoracicoTropic Hormone Neurons): выделяя этот пептид, они запускают работу железы. РТТН-нейроны и исследовали ученые из Германии и Чили, работая под руководством профессора Кристиана Вегенера (Christian Wegener).

В работе, результаты которой публикует журнал Nature Communications, авторы искусственно замедляли цикл линьки дрозофил так, как если бы суточный ритм двигался с периодичностью не 24, а 27 часов. Такого же эффекта удалось добиться, воздействуя лишь на «мозговой» центр этой системы. Однако, если ученые пытались «сбить» ход линьки на уровне проторакальных желез, ничего не удавалось: по-видимому, РТТН-нейроны при этом сохраняли контроль над их работой, поддерживая нормальный ритм.

Зеленым показаны нейроны PTTH, контролирующие «периферические» части циркадных часов, фиолетовым – проторакальные железы / ©University of Würzburg

Ученые отмечают, что говорить о том, будто у «внутренних часов» организма имеется единый центр, пока рано, хотя у млекопитающих также имеются аналоги системы, изученной авторами на мушках. Скорее всего, у людей роль «центральной детали» этого механизма играют нейроны супрахиазматического ядра гипоталамуса, хотя его взаимодействие с другими системами организма остается еще слишком плохо изученным.