• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
30.12.2022
Сергей Васильев
395

Биологи выяснили, почему циркадные ритмы не зависят от температуры

5.4

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.

©midnightrook, Flickr

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Сегодня, 07:07
Мария Азарова

Согласно выводам авторов нового исследования, прием витамина D коррелирует с более низкой вероятностью того, что взрослый мужчина предпримет попытку суицида или членовредительства.

Сегодня, 10:33
Сергей Васильев

Эксперименты показали, что инъекции кисспептина могут возвращать сексуальный интерес и тягу к противоположному полу. Метод успешно работает и на мужчинах, и на женщинах, хотя нуждается в дополнительных испытаниях.

4 февраля
Анна Новиковская

В черных дырах заключено множество тайн, и теперь астрономам удалось раскрыть одну из них: почему раскаленные диски вокруг них иногда мерцают.

2 февраля
НИУ ВШЭ

Изучая потребление алкоголя, экономисты и социологи обычно связывают его с условиями жизни людей и их человеческим капиталом: образованием, опытом работы, знаниями. Ученые из Лаборатории исследований рынка труда и Лаборатории экономико-социологических исследований НИУ ВШЭ обратили внимание на некогнитивные навыки, формирующиеся в детстве и подростковом возрасте, и выяснили, что эти качества во многом определяют вероятность злоупотребления спиртным и сокращают степень влияния образования.

31 января
ФизТех

Ученым из МФТИ и ОИВТ РАН удалось построить теоретическую модель для описания процесса роста оксидной пленки на поверхности стали в контакте с тяжелым жидкометаллическим расплавом свинец-висмут — теплоносителем, который может использоваться в реакторах нового поколения на быстрых нейтронах. Оксидная пленка — результат коррозии, но ее образование защищает от очень быстрой (жидкометаллической и межкристаллитной) коррозии. Понимание процесса коррозии стали в контакте с теплоносителем необходимо для обоснования безопасности эксплуатации подобных реакторов.

3 февраля
Василий Парфенов

«Недостаточно комковатая» — так описал обнаруженную аномалию один из авторов нового исследования. В нем на основе наблюдений сразу двух обсерваторий, работающих с разными диапазонами излучений, удалось создать карту распределения материи во Вселенной с беспрецедентной точностью. Благодаря этому выяснилось, что стандартная модель — главная современная теория мироустройства, описывающая все частицы, поля и взаимодействия, кроме гравитации — имеет все шансы быть неполной.

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

9 января
Александр Березин

Избыточный вес убивает куда больше людей, чем войны с голодом вместе. До самых недавних пор это объясняли то «мусорным» фастудным питанием, то недостаточными физическими нагрузками. Научные работы показывают: эти гипотезы были неверны. За последние полвека сильно потолстели даже лабораторные животные, корм и нагрузки которых не менялись. Эпидемия лишнего веса действительно убийственна, но ее причина не в калориях или нехватке нагрузки. А в чем же? Naked Science исследует для вас этот вопрос.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: