Активність вірусу герпесу в заражених клітинах залежить від часу доби.
Ми знаємо, що біологічний годинник впливає на активність безлічі генів, а залежно від того, як гени працюють в конкретний момент часу, весь організм в цілому буде інакше поводитися, інакше реагувати на навколишнє середовище. Наприклад, дослідники з Кембриджу з'ясували, що у мишей ранкова реакція на вірусну інфекцію відрізняється від вечірньої.
Рейчел Едгар (Rachel S. Edgar) заражали тварин вірусом герпесу і спостерігали, як вірус поводиться в клітинах. Гризуни жили за звичайним добовим розпорядком, тобто дванадцятигодинний день змінювався дванадцятигодинної вночі; вранці миші, як нічні звірі, вирушали відпочивати, щоб повернутися до активного життя до вечора. Стан вірусу оцінювали по тому, наскільки активно вірусні частинки розмножуються в клітинах, тобто як багато з'являється нової вірусної ДНК.
«Ранковий» вірус, як пишуть автори в PNAS, відчував себе дуже добре - його активність в клітинах була в 10 разів вище, ніж у «вечірнього» вірусу. Очевидно, вся справа була в якихось генах циркадного ритму, які працювали у мишей, і, коли один з таких генів, званий Bmal1, у тварин вимкнули, «вечірній» герпес став таким же активним, що і ранковий.
Відомо, що імунна система підпорядковується біологічним годинникам (так, зовсім недавно ми писали про те, що ранкові щеплення ефективніше денних - після ранкової протигрипозної вакцини сила імунної відповіді виявляється вищою, ніж після вакцини, введеної ближче до вечора). Але імунітет, очевидно, це ще не все: коли досвід з вірусом герпесу повторили не на мишах, а на культурі клітин, яких, оскільки вони росли просто в лабораторному посуді, ніякий імунітет не захищав, то результат виявився схожим - якщо вірус потрапляв у клітинну культуру ввечері, то він активніше розмножувався. І якщо в клітинах відключали вищезгаданий ген Bmal1, то і вірус герпесу, і один з вірусів грипу, який теж вирішили включити в експеримент, в неурочний час вели себе активніше, ніж при працюючих біологічних годинах.
Віруси цілком залежать від клітини: їм потрібні її енергетичні та матеріальні ресурси для створення нових вірусних частинок, їм потрібні і самі ферменти, які займаються збиранням нуклеїнових кислот і білків. З іншого боку, гени циркадних ритмів керують не тільки імунною системою, і можна уявити, що активність вірусу падає не тільки тому, що в певний час доби імунна система стає особливо активною, але і тому, що в клітці, наприклад, тимчасово зменшилися енергетичні запаси.
З практичної точки зору нові результати змушують задуматися про ризики для тих, хто працює за змінами в різний час доби. Така робота виводить з ладу біологічний годинник, так що організм на молекулярно-клітинному рівні перестає розрізняти ніч і день.
Зламані циркадні ритми загрожують різними проблемами, зокрема, вважається, що тут виникають розлади обміну речовин, які можуть призвести до ожиріння і діабету. Як бачимо, можливі неприємності цим не обмежуються, і в разі спалаху вірусної інфекції (скажімо, того ж грипу) в групі ризику одними з перших можуть виявитися ті, хто регулярно виходить працювати в нічну зміну. Звичайно, вищеописані досліди ставили на мишах, але біологічний годинник, нехай і зі своїми особливостями, працює і у людей.
Що стосується імунітету, то він, крім чергування дня і ночі, відчуває ще й зміну сезонів року - рік тому ми розповідали про роботу кембриджських дослідників, які виявили, що влітку наші імунні гени працюють інакше, ніж взимку.
Хоча загальна картина поведінки імунної системи від суміщення різних ритмів тільки ускладнюється, але не варто забувати, що чим більше ми будемо дізнаватися, як впливають особливості біологічного годинника на відносини нашого організму з вірусними і бактеріальними інфекціями, тим надійніше ми зможемо від них захиститися.