Вирус – в подчинении у биологических часов

Оказывается, на активность в заражённых клетках вирусной инфекции герпеса воздействует время суток.

Хорошо известно, что биологические часы оказывают прямое влияние на активность многих генов. В зависимости от работы генов в определённый момент времени человеческий организм ведёт себя и реагирует на окружающее пространство тем или иным образом. К примеру, учёные из Кембриджа обнаружили, что у обыкновенных мышей вечерняя реакция на инфекцию отлична от утренней.

Исследователи заражали грызунов вирусом герпеса и внимательно наблюдали за поведением микроорганизма в клетках. Животные продолжали жить согласно своему суточному распорядку, предполагающему обязательную смену 12-часового дня 12-часовой ночью; с утра мыши, подобно ночным зверям, отправлялись на отдых, чтобы вечером вернуться к активной жизни. Что касается состояния вируса, то его оценивали по активности размножения вирусных частиц в клетках, опираясь на объёмы образующейся вирусной ДНК.

Авторы написали в PNAS, что «утренний» вирус чувствовал себя замечательно. Ещё бы, ведь его активность была приблизительно в 10 раз выше, если сравнивать с активностью «вечернего» аналога. По всей видимости, дело было в неких генах циркадного ритма, которые работали у мышей. А когда 1 такой ген, названный Bmal1, выключили у животных, «вечерний» герпес приобрёл активность «утреннего».

Не секрет, что иммунитет подчиняется биочасам. Но иммунная система – это далеко не всё: после повторения опыта с вирусом герпеса на культуре специальных клеток, растущих в лабораторной посуде и поэтому не защищённых никаким иммунитетом, результат был аналогичным – при попадании вируса в клеточную культуру в вечернее время он размножался активнее. В случае отключения в клетках гена Bmal1 вирус герпеса, равно как и вирус гриппа (который тоже был включён в эксперимент), вели себя более активно в неурочное время, а не при действующих биологических часах.

Вирусы находятся в полной зависимости от клетки: им необходимы её материальные и энергетические ресурсы для формирования новых частиц; также им требуются сами ферменты, занимающиеся сборкой белков и нуклеиновых кислот. Однако гены циркадных ритмов осуществляют процесс управления не только иммунной системы. Поэтому несложно понять, что активность агрессивного вируса падает и в связи с временным уменьшением энергетических запасов в клетке.

Новые результаты, с сугубо практической точки зрения, говорят о реальных рисках для лиц, которые работает посменно в разное время суток. Подобная работа выводит биологические часы из строя, так что на молекулярно-клеточном уровне организм больше не видит разницу между днём и ночью.

«Поломанные» циркадные ритмы, безусловно, чреваты всякими проблемами. Тут же возникают расстройства метаболизма, чреватые ожирением и диабетом. Этим возможные беды вовсе не ограничиваются, и вспышка любой вирусной инфекции приведёт к тому, что одними из первых в группе риска окажутся те, которые регулярно выходит на работу в ночную смену. Безусловно, опыты ставили на животных, но ведь биочасы, работают также у людей, хотя и со своими характерными особенностями. Что касается иммунитета, то он, помимо смены дней и ночей, ощущает и чередование сезонов года.

Усложнение общей картины поведения иммунной системы в результате совмещения разных ритмов несомненно. Не будет забывать, что, повышая свою осведомлённость относительно влияния особенностей биологических часов на взаимоотношения организма с бактериальными и вирусными инфекциями, мы можем надёжнее защититься