Биологи выяснили, почему циркадные ритмы не зависят от температуры
Чем теплее среда, тем быстрее протекают физиологические процессы. Однако суточные колебания активности происходят равномерно, независимо от температуры. Немецкие ученые показали, что эта стабильность связана с транспортом белка, контролирующего циркадные ритмы, из ядра в цитоплазму клетки.
Активность большинства организмов изменяется, подчиняясь циклам смены дня и ночи. Эти колебания отражаются не только в существовании «сов» и «жаворонков», а охватывают самые глубокие и важные физиологические процессы. Даже чувствительность к боли меняется в зависимости от времени суток. При этом циркадные ритмы практически не зависят от температуры, хотя даже химические реакции в тепле происходят быстрее, чем на холоде.
Механизм, который обеспечивает эту температурную компенсацию, исследовала команда европейских ученых во главе с профессором Мюнстерского университета Ральфом Станевски (Ralf Stanewsky). Их статья опубликована в журнале Current Biology.
Контролирует циркадные ритмы ген period (per). Проводя эксперименты с дрозофилами, биологи показали, что точечная мутация в этом гене (perI530A) приводит к тому, что циркадные ритмы начинают меняться в зависимости от температуры. При обычных 18 °C мухи с такой мутацией меняли активность обычными 24-часовыми циклами. Но в жару, при 29 °C, эти колебания у них удлинялись до 29 часов.
Чтобы выяснить, почему это происходит, биологи обратились к работе белка PER, продукта гена per. На протяжении суток он проходит постепенные химические модификации, фосфорилируется. Когда этот процесс завершается, белок утилизируется, что приводит к новой активации гена per и синтезу новых белков PER. Однако у мух с мутацией perI530A при высокой температуре фосфорилирование развивалось медленнее обычного. Именно это приводило к удлинению их циркадных ритмов.
Мутация perI530A находится в особом участке белка PER — коротком аминокислотном фрагменте, который контролирует перенос белков из клеточного ядра в цитоплазму. Мутация нарушает работу этого «сигнала ядерного экспорта» (Nuclear Export Signal, NES) в нейронах, управляющих циркадными ритмами. В результате с ростом температуры PER становится труднее выйти из клеточного ядра.
Таким образом, ученые заключили, что температурная компенсация циркадных ритмов определяется транспортом белка PER из ядер нейронов. У мутантных дрозофил perI530A при высокой температуре этот перенос нарушается. В итоге фосфорилирование белка замедляется, что и приводит к удлинению нормальных суточных колебаний активности. Теперь предстоит выяснить, как именно NES обеспечивает постоянную скорость транспорта при разной температуре.
Telegram 
Дзен 
VK Британские физики впервые визуализировали процесс, при котором две отрицательно заряженные молекулы ДНК сближаются и пристыковываются друг к другу точно в местах с одинаковым генетическим кодом вопреки ожидаемому отталкиванию. Прямое наблюдение этого механизма подтвердило 20-летнюю гипотезу и раскрыло фундаментальные процессы восстановления генома, деления клеток и развития онкологических заболеваний.
Японские ученые выяснили, что даже короткий вдох аромата свежесваренного кофе способен быстро улучшить эмоциональное состояние и уменьшить уровень стресса. У молодых участников эксперимента всего за пять минут вдыхания кофейного аромата снизились показатели тревожности, усталости и подавленности. При этом частота сердечных сокращений практически не изменилась.
Падение астероида примерно 66 миллионов лет назад запустило цепь событий, которые привели к вымиранию нептичьих динозавров. Однако некоторые группы пресмыкающихся пережили эту катастрофу и начали быстро восстанавливаться. Всего через несколько сотен тысяч лет после случившегося в реках Северной Америки уже охотился двухметровый хищник с необычными зубами, способными дробить твердую пищу. Его остатки помогли ученым понять, как аллигаторы развивались практически сразу после вымирания.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Современная космология до недавнего времени опиралась на так называемый космологический принцип, по которому у Вселенной нет какого-то выделенного направления. И наблюдатель в любой ее точке должен видеть однородную в этом смысле картину. Астроном из Северокавказской астрофизической обсерватории показал, что это не так даже для очень древней Вселенной.
Превратив почти 30 лет наблюдений за сверхмассивной черной дырой в видео, астрономы выяснили, что яркие участки в джете движутся совсем не так, как считалось раньше.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии