Kaip išsaugoti chaotišką biologinį laikrodį? Mokslininkai nustato galimus narkotikus

Tarptautiniai skrydžiai, kad kirsti laiko juostas reikalauja atlikti naktinių mūšių užduotis, ir nerimas naujienos pasirodo ant telefono prieš miegą ... Yra per daug priežasčių gyvenime išlaikyti žmones naktį. Miegas negali užmigti, pabudimas negali pabusti, chaotiškas paros laikrodis yra ne tik varginantis, bet taip pat gali turėti įtakos daugeliui aspektų, tokių kaip medžiagų apykaita ir imunitetas, kuris gali lengvai sukelti neigiamų pasekmių, tokių kaip depresija, nutukimas ar diabetas.

Melatoninas išskiriamas smegenų yra hormonas, glaudžiai susijęs su paros ritmas. Normaliomis aplinkybėmis, kai ateina naktis, dėl šviesos ir tamsių pokyčių aplinkoje ir biologinių ritmų organizme suvokimo melatonino sekrecija smegenyse palaipsniui didės, aktyvuojant melatonino receptorius pagumburio, kad fiziologinė funkcija ir elgesys bei sinchronizuoti šviesos ir tamsūs pokyčiai padėtų mums užmigti.

Dėl šios priežasties, melatonino receptoriai yra laikomi mokslininkai kaip svarbūs tikslai reguliuoti paros ritmą. Mokslininkai tikisi sukurti vaistus, kurie jautriai ir konkrečiai veikia melatonino receptorius, kad "ištaisytų kūno laikrodį" pacientams, sergantiems miego sutrikimais.

Neseniai naujas tyrimas paskelbtas viršų akademinio žurnalo Gamta ėmėsi mums didelį žingsnį link šio tikslo. Mokslininkai naudojo kompiuterių virtualios atrankos technologiją, kad pasirinktų pirmąją aktyvių junginių partiją, kuri gali prisijungti prie melatonino receptoriaus MT1 su dideliu selektyvumu iš didžiulės junginių bibliotekos, kad imituotų arba kompensuotų natūralaus melatonino poveikį. Po išankstinio "jetlag" gyvūno modelio tyrimo jie galėjo perjungti pelių paros laikrodį.

Praėjusių metų pavasarį "Gamta" vienu metu paskelbė du dokumentus, pirmą kartą atskleidžiant trimatinę dviejų žmogaus melatonino receptorių MT1 ir MT2 struktūrą. Ši informacija padėjo svarbų pagrindą vėlesniam vaistų molekulių dizainui.

Šiame tyrime, naudojant trimatis struktūra melatonino receptorių MT1 kaip "šabloną", profesorius Brian Schoichet, farmacijos chemikas kalifornijos universitete, San Franciskas (UCSF), ir kolegos naudojami virtualios molekulės dokas prognozuoti mažų molekulių prisijungimo prie receptorių raumeningumas, iš daugiau nei 150 milijonų "on-demand" junginių bibliotekos, pasirinktas ligandų molekulės su nauja struktūra, kuri gali prisijungti prie MT1.

Be to, mokslininkai sėkmingai susintetino 38 iš šių kandidatų su aukštais prognozavimo balais bandymams. Mokslinių tyrimų komanda, vadovaujama profesorius Bryan Roth šiaurės Karolinos universiteto Chapel Hill (UNC) analizuojami farmakologijos ir narkotikų panašių savybių ir pagaliau nustatė, kad dvi naujos molekulės, kurios nebuvo matyti gamtoje praeityje gali sąveikauti su žmonėmis. Arba pelės MT1 receptorius jungiasi su dideliu afinitetu ir gamina ląstelių atsaką priešais melatoniną.

Profesorius Margarita L. Dubocovich iš Buffalo universiteto ir kolegos tada atliko eksperimentus su pelėmis išbandyti dviejų naujų molekulių poveikį reguliuojant paros ritmą. Mokslininkai pakoregavo šviesos ir tamsius ciklus aplinkoje, kad "naktis" staiga iš anksto, o pelės buvo panašioje į žmogaus srove. Šiuo metu jie nustatė, kad šie nauji junginiai gali leisti "jet lag" pelėms praleisti ilgesnį laiką lėtai prisitaikyti prie naujo šviesos ciklo.

Keista, kai pelės buvo laikomos nuolatinėje tamsoje, šios dvi molekulės gali imituoti melatoniną, padėdamos pelėms "iš naujo" biologinį laikrodį be šviesos užuominų. Profesorius Dubocovich paaiškino: "Žmonėms, kurie nejaučia natūralaus šviesos ir šešėlio kaitos, pavyzdžiui, akliesiems, pamainoms darbuotojams ar žmonėms, dirbantiems specialioje aplinkoje, pvz., povandeniniuose laivuose ir poliariniuose regionuose, tai gali padėti jiems atkurti savo ritmą 24 valandas per parą.

Mokslininkai ir toliau nustatys daugiau potencialių vaistų molekulių ir supęs, kaip jie veikia melatonino receptorius ir reguliuoja paros laikrodį, kad turėtume daugiau galimybių išvengti problemų, kurias sukelia paros ritmo sutrikimai.