Жайворон або сова: генетика вашого хронотипу

Одні люди зістрибують з ліжка сповнені енергії о 5:30 ранку. Інші досягають свого піку продуктивності лише після півночі. Це не питання дисципліни чи характеру. Це біологія — і значною мірою генетика.

Хронотип — індивідуальна перевага щодо часу сну та неспання. Він впливає не лише на те, коли вам хочеться спати, а й на те, коли температура вашого тіла досягає максимуму, коли когнітивні здібності найгостріші, коли виділяються гормони і коли імунна система найактивніша.

Молекулярний годинник: як CLOCK і PER3 структурують ваш день

У 2017 році хронобіологія отримала Нобелівську премію — Джеффрі Холл, Майкл Росбаш та Майкл Янг були відзначені за відкриття молекулярного механізму циркадного годинника. Це не була абстрактна фундаментальна наука. Вона має пряме значення для кожної людини на планеті.

Біологічний годинник — система зворотного зв'язку білків, активна майже в кожній клітині тіла. Ключові компоненти:

• CLOCK (Circadian Locomotor Output Cycles Kaput): транскрипційний фактор, що разом із BMAL1 активує експресію генів-годинників. Мутанти CLOCK у мишей демонструють аритмічні патерни активності.
• PER1, PER2, PER3 (гени Period): їхні білки накопичуються протягом дня і врешті пригнічують власне виробництво — петля негативного зворотного зв'язку, що генерує 24-годинний ритм.
• CRY1, CRY2 (криптохроми): працюють разом із PER для стабілізації зворотного зв'язку.
• BMAL1: партнер CLOCK; разом вони активують генну експресію в першій половині циркадного циклу.

Захоплюючий факт: Цей молекулярний годинник працює незалежно майже в кожній клітині тіла. Ваші клітини печінки мають іншу фазу, ніж клітини мозку — а змінна робота, джетлаг або нерегулярний сон можуть розсинхронізувати ці різні «годинники», спричиняючи метаболічні та запальні порушення.

Як гени визначають ваш хронотип

Найбільше GWAS-дослідження хронотипу — опубліковане у 2019 році в Nature Communications з понад 700 000 учасників з UK Biobank — виявило 351 генетичний локус, пов'язаний із перевагою раннього або пізнього підйому.

• PER3 (поліморфізм повтору 4/5): люди з генотипом PER3-5/5, як правило, є вираженими ранковими типами. Носії PER3-4/4 схильні лягати пізніше і гірше переносять недосипання.
• CLOCK T3111C: певні варіанти цього SNP асоційовані з пізнішим хронотипом.
• Варіанти CRY1 та CRY2: рідкісні мутації в CRY1 подовжують циркадний цикл понад 25 годин — екстремально пізня фаза.

— Продовження в матеріалі PRO —

У PRO-матеріалі — хронотип і здоров'я: як невідповідність між біологічним і соціальним годинником («соціальний джетлаг») впливає на ризик раку, метаболічне здоров'я та психологічний добробут.

У Premium — сон і репарація ДНК: чому сон — не пасивний відпочинок, а найважливіше вікно для геномної цілісності.

MAPASGEN — подкаст про генетику, яка вже змінює ваше життя.