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 Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Авторы нового исследования провели сравнительный анализ видов паукообразных и выяснили, какие эволюционные и биомеханические факторы делают одних пауков быстрыми, а других — медленными. Параллельно ученые выделили из этой группы рекордсмена по скорости перемещения.
Сотрудники факультета экономических наук НИУ ВШЭ показали, что точность прогноза рождаемости в России можно улучшить почти в полтора раза, если добавить в модель динамику поисковых запросов по темам, связанным с беременностью и родами. В наиболее эффективных моделях ошибка прогноза снижается с 4,6 до 3,2%.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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