- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -

Японские учёные нашли, где у живых существ спрятаны биологические часы

image

Большой коллектив японских учёных [1]из нескольких университетов при исследовании цианобактерий [2] обнаружил, что за наличие внутреннего циркадного (околосуточного) ритма в них отвечает белок KaiC — небольшая биомолекула диаметром 10 нм. Именно она ответственна за наличие у всех живых существ биологических часов [3].

У многих микроорганизмов, грибов, растений и большинства животных видна подстройка к 24-часовому суточному периоду вращения Земли вокруг своей оси. Частично растения и животные подстраиваются к этому периоду, основываясь на изменениях в окружающей среде — температуре, освещённости. Но уже давно известно, что у живых существ есть встроенная система циркадных ритмов [4], не зависящая от окружающей среды.

Ещё в 18 веке французский астроном де Мейрен сообщил о ежедневных движениях листьев у мимозы стыдливой (Mimosa pudica). Эти движения повторялись с определённой периодичностью, даже если растения помещались в темноту, где отсутствовали такие внешние стимулы как свет. Де Мейрен разумно предположил, что эти ритмы, длительность которых он определил в 22-23 часа, могут иметь что-то общее с чередованием сна и бодрствования у человека. А наличие их в темноте говорило об эндогенной (внутренней) их природе.

В 1880 году Чарльз Дарвин и его сын Фрэнсис сделали предположение о наследственной природе циркадных ритмов. С тех пор их идея была подтверждена — как и эндогенная природа циркадных ритмов. В 1984 году во время опытов с грибами вида Нейроспора густая (Neurospora crassa), проведёнными в космосе, стало ясно, что околосуточные ритмы не зависят от каких бы то ни было геофизических сигналов, связанных с вращением Земли вокруг своей оси.

С тех пор учёные искали — где же именно расположен этот хронометр, который позволяет отмерять привычные 24 часа. В 2007 году была опубликована работа, показывающая, что биологические часы можно воссоздать, используя белки KaiA, KaiB и KaiC совместно с аденозинтрифосфатами [5](АТФ). АТФ — это соединение, играющее ключевую роль в энергетическом обеспечении и обмене веществ в организмах. По сути, это соединение известно как универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах. В той же работе было указано, что по всей видимости, именно KaiC отвечает за работу околосуточных ритмов.

Учёные, подробно исследовав [6]KaiC [7], установили, что эта молекула осциллирует с устойчивым периодом в 0.91*24 часов — то есть, именно она ответственна за ритм, совпадающий с вращением Земли. При помощи кристаллографии высокого разрешения учёные рассмотрели структуру молекулы на атомном уровне. Её особая структура и служит причиной таких долгопериодических осцилляций в присутствии АТФ.

Автор: SLY_G

Источник [8]


Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru

Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/nanotehnologii/92928

Ссылки в тексте:

[1] Большой коллектив японских учёных : http://www.sciencedaily.com/releases/2015/06/150625145232.htm?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+sciencedaily+%28Latest+Science+News+--+ScienceDaily%29

[2] цианобактерий: https://ru.wikipedia.org/wiki/Цианобактерии

[3] биологических часов: http://geektimes.ru/post/67126/

[4] циркадных ритмов: https://ru.wikipedia.org/wiki/Циркадный_ритм

[5] аденозинтрифосфатами : https://ru.wikipedia.org/wiki/Аденозинтрифосфат

[6] подробно исследовав : http://www.sciencemag.org/content/early/2015/06/24/science.1261040

[7] KaiC: https://en.wikipedia.org/wiki/KaiC

[8] Источник: http://geektimes.ru/post/252636/