Генетики изучат, как хронический недосып сказывается на молекулярном уровне
Российский научный фонд и правительство Новосибирской области профинансировали создание модели нарушения регуляции генов при депривации сна.
В Институте цитологии и генетики СО РАН запускают новый проект по одной из самых распространённых проблем современного образа жизни – хроническому недосыпанию. Учёные получили совместный грант Российского научного фонда и правительства Новосибирской области на два года, общий бюджет проекта составил 3 млн рублей. Исследовательская группа под руководством научного сотрудника сектора изучения моногенных форм распространенных заболеваний человека ИЦиГ СО РАН, к.б.н. Алексея Дорошкова планирует создать модель того, как недостаток сна влияет на работу генов в разных типах клеток и какие долгосрочные риски для здоровья это создаёт.
Хроническая депривация сна – это состояние, когда человек систематически спит меньше, чем нужно организму, обычно менее 7–8 часов в сутки, и делает это не день-два, а неделями и месяцами. По оценкам врачей, с хроническим недосыпанием сталкивается значительная часть взрослого населения, особенно в крупных городах. Длительный недосып повышает риск ожирения, диабета 2-го типа, гипертонии, депрессии и нарушений памяти, а также связан с ростом сердечно-сосудистых и неврологических заболеваний. Для того, чтобы избежать таких негативных последствий, нужно понимать, как недостаток сна влияет на молекулярно-генетические процессы в организме.
«Человек эволюционировал в условиях, когда ночью темно и мы спим, ритм жизни стабилен, – объяснил Алексей Дорошков. – в современной городской среде всё иначе: мы можем работать до ночи, чтобы написать интересную заявку на грант, вставать очень рано, чтобы успеть по делам, пересекать на самолёте часовые пояса. Физиология человека не адаптирована к такому неравномерному режиму сна и бодрствования».
По его словам, жизнь при постоянном искусственном освещении – от офисов до экранов гаджетов – особенно заметно бьёт по жителям северных регионов, когда за окном то «полярные ночи», когда солнце почти не встаёт то «полярные дни», когда оно почти не садится: «Это суперактуальная штука как для Сибири, так и для более северных территорий. Люди здесь живут при электрическом освещении практически круглый год».
Учёные подчёркивают, что общие эффекты недосыпа физиологи описали давно: известны гормональные сдвиги, снижение когнитивных функций, проблемы с памятью и вниманием. В XXI веке исследователи шагнули глубже и выделили ключевые генетические каскады циркадных ритмов – внутренних «часов» организма.
Новый проект ИЦиГ СО РАН должен вывести понимание на следующий уровень детализации. «Сейчас мы уже можем учитывать эффекты не только общих механизмов регуляции (например, гормональных) в целом органе, но и очень тонкие настройки генов с учётом того, в каких именно клетках они работают. Нередко гены работают очень по разному в разных типах клеток, при этом каждый такой тип может играть разную роль в реакции на нарушение режима сна» – рассказал Алексей Дорошков.
В рамках гранта команда будет анализировать большие массивы существующих транскриптомных данных – то есть данных о том, какие гены «включены» или «выключены» в конкретный момент. Особый интерес представляет так называемая транскриптомика с клеточным разрешением или single-cell RNA-Seq, при помощи которой исследователи видят картину не в среднем по ткани, а на уровне отдельных клеток. «Наш грант будет посвящён тому, чтобы построить многоуровневую модель регуляции работы генов в разных клетках и соотнести её с медицински значимыми регуляторными путями. Это позволит понять, какие дополнительные, в том числе отложенные, риски несут молекулярно-генетические и физиологические нарушения, вызванные хроническим недосыпом» , – пояснил исследователь.
Понимание этих механизмов создаст базис для разработки более гибкой, персонализированной терапии. Так как одни и те же нарушения сна на фоне разных генетических особенностей могут давать у одного человека гораздо более тяжёлые последствия, чем у другого. По словам учёного, глубокая интеграция разнородных данных – от клеточного уровня до целого организма – должна помочь выявить ключевые механизмы формирования нарушений при хроническом недосыпании и дать основу для будущих подходов к профилактике и лечению.
Пресс-служба Института цитологии и генетки
Изображение сгенерировано нейросетью