Задумывались ли вы, почему некоторые заболевания имеют сезонное обострение? Ухудшение состояния больного артритом в зимние месяцы можно списать на холод и, тем не менее, ученые объясняют это зависимостью изменений активности генов от времени года.
Специалисты из Университета Кембриджа (University of Cambridge), Великобритания, установили, что экспрессия почти четверти наших генов имеет сезонные особенности: некоторые из них более активны в зимние месяцы, другие — в летнее время. Также сезонность влияет на состав иммунных клеток крови и жировой ткани. Полученные результаты опубликованы на страницах журнала «Nature Communications».
Дизайн текущего исследования включал анализ данных 16 тыс. лиц, проживающих в разных странах Северного и Южного полушария, таких как Великобритания, Исландия, США, Австралия и Гамбия. Ученые изучили состав клеток и экспрессию генов в образцах крови и жировой ткани, идентифицировав таким образом 22 822 гена, активность 5136 из которых изменялась в зависимости от времени года изъятия пробы.
Кроме того, специалисты выявили сезонные отличия состава иммунных клеток крови и жировой ткани. Например, у жителей Гамбии количество иммунных клеток значительно увеличивалось в сезон дождей, что может быть связано с попаданием пика малярии и других инфекционных заболеваний на этот период времени. Ученые предполагают, что такие изменения демонстрируют адаптивные возможности иммунной системы человека.
В образцах материала, взятого во время европейской зимы, определяли более высокие уровни генов, ассоциированных с сердечно-сосудистыми и аутоиммунными заболеваниями крови, что может быть причиной сезонного обострения сахарного диабета 1-го типа и рассеянного склероза в осенне-зимний период с последующим улучшением летом.
У жителей Исландии установлены менее выраженные закономерности из-за специфики сезонных колебаний: длительность светового дня летом доходит до 24 ч, а зимой практически круглосуточно в стране властвует ночь.
В ходе текущего исследования ученые также изучили сезонные изменения гена ARNTL, который отвечает за супрессию воспаления. Исследователи выявили, что его активность зависит от времени года: зимой она ниже, летом — выше. Специалисты предположили, что в связи с этим жители Северного полушария более подвержены тяжелым воспалительным процессам в зимний период, нежели жители Южного.
Исследователи идентифицировали ряд генов, отвечающих за интенсивность реакции при проведении вакцинации, для которых также характерны сезонные изменения. Их активация более интенсивна зимой, что наталкивает на мысль о лучшем качестве вакцинации именно в это время года.
Пока ученые не могут объяснить, почему происходят сезонные колебания экспрессии генов, иммунного состава крови и жировой ткани. Сегодня главенствующую роль в возникновении таких закономерностей специалисты отдают влиянию длительности светового дня и температуры окружающей среды на организм человека.
- Dopico X.C., Evangelou M., Ferreira R.C. et al. (2015) Widespread seasonal gene expression reveals annual differences in human immunity and physiology. Nature Communications, 12 May [Epub ahead of print].
- Whiteman H. (2015) Gene activity varies by season, study finds. Medical News Today, 13 May (http://www.medicalnewstoday.com/articles/293787.php).
Анна Антонюк
