«Наши циркадные часы контролируют многие важные физиологические функции», — пояснила профессор Ева Вольф. Если естественный ритм нарушен, как, например, у людей, работающих посменно, вероятность развития метаболических нарушений, диабета или рака значительно возрастает. Фундаментальные исследования, проводимые группой Вольфа, направлены на получение понимания молекулярных механизмов циркадных часов. Среди изучаемых в настоящее время тем — криптохромы, класс белков, связанных с циркадными часами у млекопитающих.
Помимо регулирования циркадного ритма, они также контролируют гомеостаз глюкозы и уровень сахара в крови. Вместе с другим часовым белком, называемым периодом, они образуют комплекс, структура которого только что была определена командой Вольфа.
С помощью рентгеновского анализа сложной структуры криптохрома и периода исследователи смогли наблюдать атомные детали взаимодействия между криптохромом и белками периода, а также обнаружили, что ион цинка опосредует это взаимодействие. «Ион металла стабилизирует комплекс, а также, по-видимому, влияет на соседнюю дисульфидную связь», — пояснил Вольф. Клеточно-биологические исследования, проведенные совместной группой профессора Ахима Крамера из Charite Berlin, показали, что это также относится к клеткам человека. Исследователи не ожидали обнаружить дисульфидную связь в присутствии окислительно-восстановительного состояния, которое преобладает в цитоплазме и ядре клетки. Его существование, вероятно, регулируется ионом цинка, а сама дисульфидная связь, возможно, является датчиком, указывающим на метаболический статус клетки.
«Мы предполагаем, что образование этого комплекса белков криптохромного периода обеспечивает механизм, с помощью которого циркадные часы взаимодействуют с метаболизмом, в то время как ион цинка и дисульфидная связь играют важную роль в регулировании стабильности комплекса», — резюмировал Вольф. Биолог, ныне живущий в Майнце, надеется, что дальнейшие открытия об основных принципах функционирования комплекса криптохром-период и ее цель определения паттернов взаимодействия дополнительных часовых белков могут помочь в разработке будущих медицинских методов лечения.