Японские ученые из Цукубского университета нашли сигнальный путь в нейронах гипоталамуса и коры мозга, который отвечает за длинный и глубокий сон. Это поможет в понимании расстройств, связанных со сном, и в разработке лекарств от них. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Гистондеацетилаза 4 (HDAC4) — это фермент, который является частью системы эпигенетической регуляции. Это означает, что он регулирует экспрессию, то есть активность, генов. HDAC4 может подавлять экспрессию некоторых генов, так как удаляет ацетильные группы с гистонов — белков, участвующих в компактизации ДНК. Исследования показали, что активность HDAC4 может подавляться в результате фосфорилирования — процесса, при котором к ферменту присоединяются фосфатные группы. В таком случае HDAC4 уходят от ядра клетки, где обычно находятся, и в меньшей степени подавляют гены.
Ученые попытались выяснить, влияют ли эти процессы на сон. Они изучили взаимодействия между HDAC4 и SIK3 — ферментом-киназой, который фосфорилирует HDAC4. Оказалось, что при недостатке SIK3 или в том случае, если HDAC4 модифицировали так, чтобы помешать фосфорилированию, мыши спали меньше. Напротив, при избытке SIK3 они спали дольше. Ученые выявили также белок LKB1, который фосфорилирует SIK3. При его недостатке мыши тоже спали меньше. Следовательно, исследователи выявили сигнальный путь LKB1–SIK3–HDAC4, который улучшает сон. Скорее всего, механизм его действия связан с активацией генов, ассоциированных со сном.
Далее ученые провели ряд экспериментов, чтобы выявить типы клеток, в которых активен этот сигнальный путь. Для этого они изменяли уровни SIK3 и HDAC4 в разных клетках и участках мозга. Оказалось, что в клетках коры головного мозга этот сигнальный путь регулирует глубину сна, а в клетках гипоталамуса — его длительность. В обоих случаях сигнальный путь был активен в возбудительных нейронах, способных активировать другие нейроны.
Результаты этого исследования позволяют понять, как регулируется сон. Это может помочь в изучении расстройств сна и в разработке лекарств от них.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
