Математики KAIST и их сотрудники из Университета штата Флорида определили принцип того, как старение и такие болезни, как деменция и ожирение, вызывают нарушения сна. Комбинация математического моделирования и экспериментов продемонстрировала, что скопление цитоплазмы, вызванное старением, деменцией и / или ожирением, нарушает циркадные ритмы в организме человека и приводит к нерегулярным циклам сна и бодрствования. Это открытие предлагает новые стратегии лечения нестабильных циклов сна и бодрствования.
Человеческие тела регулируют режим сна в соответствии с «циркадными ритмами», которые регулируются нашей системой отсчета времени, « циркадными часами ». Эти часы говорят нашему телу, когда нужно отдыхать, генерируя 24-часовые ритмы белка, называемого ПЕРИОДОМ (PER) (см. Рисунок 1).
Количество белка PER увеличивается в течение половины дня, а затем уменьшается в течение оставшейся половины. Принцип состоит в том, что белок PER, накапливающийся в цитоплазме в течение нескольких часов, сразу попадает в ядро клетки , препятствуя транскрипции генов PER и тем самым уменьшая количество PER.
Однако остается загадкой, как тысячи молекул PER могут одновременно входить в ядро в сложной клеточной среде, где сосуществуют различные материалы и могут мешать движению PER. Это все равно что найти способ для тысяч сотрудников со всего Нью-Йорка заходить в офисное здание в одно и то же время каждый день.
Группа исследователей во главе с профессором Дже Кён Ким из отдела математических наук KAIST разрешила загадку, разработав пространственно-временную и вероятностную модель, которая описывает движение молекул PER в клеточной среде.
Загрузка...
