Квазимодо на часах: Молекула времени
Британские исследователи во главе с Ральфом Станевски (Ralf Stanewsky) исследовали механизмы работы циркадных ритмов, ритмических колебаний интенсивности самых разных биологических процессов, которые обеспечивают организму адаптацию к циклической смене дня и ночи. Самый наглядный пример таких колебаний — смена циклов сна и бодрствования.
Наличие таких «внутренних часов» столь важно, что имеются они не только у сложных существ вроде нас с вами, но и у грибов, и даже у некоторых бактерий. В данном же случае объектом исследования служила известная всем плодовая мушка-дрозофила, причем ученым удалось выделить прежде неизвестную молекулу, которая обеспечивает связь «внутренних часов» с внешним миром — изменениями в освещении. Молекула получила название «Квазимодо» (quasimodo, QSM).
Циркадные ритмы имеют эндогенное, внутреннее происхождение, однако связаны с внешними стимулами самым тесным образом. Если вспомнить о тех же циклах сна и бодрствования, то каждому знакомы сложности адаптации к резкой смене часовых поясов. Организм каждый раз тратит серьезные ресурсы на «перезапуск» циркадных ритмов в соответствии с изменившимся временем наступления ночи и дня. И для многих активных путешественников эти адаптации становятся непростым испытанием.
В одной из своих предыдущих работ группа Рафльа Станевски обнаружила специализированный фоторецептор криптохром (cryptochrome, CRY), обеспечивающий связь «внутренних часов» с изменениями освещенности. Конечно, организм использует и рецепторы зрительной системы, но криптохром является узкоспециализированным белком, работающим только для этой цели.
Теперь же найден и еще один участник работы этого механизма. Ученые показали, что активность гена QSM резко возрастает в ответ на освещение — и поначалу количество белка QSM растет, приводя к падению количества другого регуляторного белка, таймлесс (timeless, TIM). Вообще число молекул белка TIM циклически меняется на протяжении суток, являясь индикатором «внутреннего времени» и определяя суточную активность мушки. Но и TIM регулируется белком QSM, который, в свою очередь, регулируется внешней освещенностью — так выстраивается целая цепочка, влияющая на работу «внутренних часов».
О некоторых других аспектах работы циркадных ритмов мы писали в заметке «Внутренний часовщик».
По публикации PhysOrg.Com