Kako spasiti haotični biološki sat? Naučnici identificiraju potencijalne lijekove

Međunarodni letovi koji prelaze vremenske zone zahtijevaju zadatak izvođenja noćnih bitaka, a uznemirene vijesti javljaju se telefonom prije spavanja ... Previše je razloga u životu da ljude držite noću. Spavanje može&39; ne zaspati, budno se' ne probuditi, kaotični cirkadijanski sat ne samo da iscrpljuje, već može utjecati na mnoge aspekte kao što su metabolizam i imunitet , što lako može uzrokovati štetne posljedice poput depresije, pretilosti ili dijabetesa.

Melatonin koji izlučuje mozak je hormon usko povezan sa cirkadijanskim ritmom. U normalnim okolnostima, kako dolazi noć, zbog percepcije svjetlosti i tamnih promjena okoline i bioloških ritmova u tijelu, izlučivanje melatonina u mozgu će se postepeno povećavati, aktivirajući receptore melatonina u hipotalamusu, tako da će fiziološka funkcija i ponašanje i sinkronizirane promjene svijetla i tamnih pomažu nam da zaspimo.

Zbog toga melatonin receptore istraživači smatraju važnim metama za regulaciju cirkadijanskog ritma. Znanstvenici se nadaju da će razviti lijekove koji osjetljivo i specifično djeluju na melatoninske receptore kako bi&"korigirali sat tijela GG"; za pacijente sa poremećajima spavanja.

Nedavno, novo istraživanje objavljeno od strane vrhunskog akademskog časopisa Nature učinilo nas je velikim korakom prema tom cilju. Istraživači su koristili računarsku tehnologiju virtuelnog skrininga da bi odabrali prvu seriju aktivnih supstanci koje se mogu vezati za melatoninski receptor MT 1 sa velikom selektivnošću iz ogromne biblioteke jedinjenja za simulaciju ili kompenzaciju efekata prirodnog melatonina. Nakon preliminarnog ispitivanja&"jetlag GG"; životinjskim modelom, uspjeli su prebaciti cirkadijski sat miševa.

U proleće prošle godine&"Nature GG"; objavio istovremeno dva rada, otkrivajući prvi put trodimenzionalnu strukturu dvaju humanih melatoninskih receptora MT 1 i MT 2. Ove su informacije postavile važan temelj za naknadno oblikovanje molekula droge.

U ovom istraživanju, koristeći trodimenzionalnu strukturu melatoninskog receptora MT {{{1}} kao&"obrazac GG", profesor Brian Schoichet, farmaceutski hemičar sa Univerziteta u Kaliforniji, San Francisco (UCSF ), a kolege su koristile virtualne molekule da bi predvidile vezanje malih molekula na Konformaciju receptora, iz biblioteke veće od {2}} miliona&"GG na zahtjev"; jedinjenja, odabrani molekuli liganda sa novom strukturom, koji se mogu vezati na MT 1.

Zatim su istraživači uspešno sintetizovali 38 ovih kandidata sa visokim prediktivnim rezultatima za testiranje. Istraživački tim na čelu sa profesorom Bryanom Rothom sa Univerziteta Sjeverna Karolina na Chapel Hillu (UNC) analizirao je farmakologiju i svojstva slična lijekovima i konačno otkrio da dva nova molekula koja dosad nisu viđena u prirodi mogu komunicirati s ljudima . Ili miš' s MT 1 receptor veže se s visokim afinitetom i stvara stanični odgovor suprotan melatoninu.

Profesorica Margarita L. Dubocovich sa Univerziteta u Buffalu i njegove kolege tada su izveli eksperimente na miševima kako bi testirali učinke dviju novih molekula na reguliranje cirkadijanskog ritma. Istraživači su prilagodili ciklus svjetla i tamne okoline kako bi napravili&"noćni GG"; naglo napreduju, a miševi su bili u stanju sličnom ljudskom mlaznom zaostajanju. U to vrijeme su otkrili da ti novi spojevi mogu omogućiti&"jet lag GG"; miševi duže vrijeme polako se prilagođavajući novom svjetlosnom ciklusu.

Iznenađujuće, kada su miševi držani u stalnom mraku, ove dvije molekule mogle su oponašati melatonin, pomažući miševima da&"resetiraju GG"; biološki sat bez svjetlosnih znakova. Profesor Dubocovich je objasnio:" Za ljude koji ne osjećaju prirodnu izmjenu svjetla i hlada, kao što su slijepi ljudi, radnici u smjeni ili ljudi koji rade u posebnim okruženjima poput podmornica i polarnih regija, ovo im može pomoći da obnove svoj ritam {{ 0}} sati dnevno.

Naučnici će nastaviti identificirati više potencijalnih molekula lijeka i razumjet će kako djeluju na melatoninske receptore i reguliraju cirkadijanski sat, tako da ćemo imati više mogućnosti kako izbjeći probleme izazvane poremećajima cirkadijanskog ritma.