Ген біологічного годинника керує добовим ритмом за допомогою двох РНК, одна з яких заважає працювати іншій.
Більшість живих істот на Землі (і ми в тому числі) живуть за добовими, або циркадними, ритмами. Це означає, що генетичні, біохімічні, клітинні, фізіологічні та психічні процеси у нас підпорядковані 24-годинній зміні дня і ночі: ми прокидаємося і лягаємо спати, відчуваємо голод у певний час доби, у нас активуються одні гени вранці та інші - ввечері, і т. д. Водночас сам біологічний годинник теж регулюється власними молекулярними механізмами, налаштованими на світло та інші зовнішні фактори - їх зміни дають зрозуміти, що за час доби ми маємо в даний момент.
Добові ритми відіграють найважливішу роль у нашому житті, і неполадки в них призводять до цілої низки захворювань. Наприклад, їжа в позаурочний час порушує обмін речовин, що, своєю чергою, провокує розвиток ожиріння; засмучений біологічний годинник викликає перевезення імунітету, так що імунна система починає працювати неадекватно, і т. д. І, знай ми механізми регуляції добових ритмів, їх можна було б налаштовувати, що називається, вручну, виправляти похибки ходу наших біологічних годинників і тим самим позбавлятися від психічних і фізіологічних розладів, пов'язаних з «вартовими» аномаліями. Один з таких механізмів описують на сторінках журналу Nature Чжихун Сюе (Zhihong Xue) і його колеги з Південно-західного медичного центру Техаського університету.
Особливість роботи в тому, що в ній йдеться про довгу некодуючу РНК. Такі РНК, хоча і відрізняються досить великими розмірами, не несуть інформації про білки, проте можуть служити важливими регуляторними молекулами. (Тому, називаючи їх безглуздими, ми маємо на увазі тільки їх непридатність для білкового синтезу; загалом же їхня роль у клітці більш ніж осмислена.) Експерименти з пліснявим грибком Neurospora crassa (нейроспора густа, або червона хлібна цвіль) показали, що активність циркадного гена frq біля цвілі залежить від некодуючої РНК qrf. Тобто в гені, що відповідає за біологічний годинник, синтезується РНК frq з інформацією про білку. Але на тому ж гені синтезується антисмислова РНК qrf, яка комплементарна смисловою, білковою. (Ген, як ми пам'ятаємо, це шматок двоспіральної ДНК, кожна нитка якої може бути прочитана РНК-синтезуючими ферментами.)
Синтез антисмислової qrf включався за світловим сигналом, після чого вона зв'язувалася з frq і синтез циркадного білка на смисловій РНК припинявся. Тобто антисмислова РНК обізвала іншу фазу годинників; дійсно, активність обох молекул точно залежала від часу доби. Без антисмислової qrf добовий ритм засмучувався, для точного ходу годин потрібні були обидві молекули.
Хоча експерименти виконувалися на пліснявому грибку, автори роботи вважають, що такий же механізм є і у інших тварин, і тому є непрямі підтвердження - наприклад, схожі РНК є у миші. Однак слід пам'ятати, що чим складніше організм, тим складніше у нього система регуляції біологічних ритмів. Свій годинник є у кожного органу і кожної клітини, і, хоча вони у своїй роботі узгоджені з центральним мозковим годинником, якась автономія, самостійність у них все ж є. Крім того, на сьогоднішній день відкрито близько 20 генів, що відповідають за регуляцію добових ритмів, так що можна собі уявити, наскільки складною повинна бути загальна мережа управління біологічним годинником.