Ученые раскрывают механизмы биологических часов и учатся их использовать. Группа английских и чешских исследователей обнаружила белок, синхронизирующий «внутренние часы» с суточным ритмом окружающей среды. Ранее было известно, что циркадная система плодовой мушки дрозофилы регулируется белком Timeless, который, в свою очередь, контролируется особым фоторецепторным белком криптохромом. Однако даже при исключении последнего мушки сохраняли способность подстраиваться под колебания светового режима. Это навело исследователей на мысль о дублирующем механизме синхронизации.
В журнале Current Biology были опубликованы данные о втором белке — Quasimodo, который связан отрицательной обратной связью с белком Timeless. Если обычные плодовые мушки при непрерывном освещении сбивались с суточного ритма, то дрозофилы с выключенным геном Quasimodo сохраняли цикличность синтеза белка Timeless и суточные колебания активности.
Возможно, аналогичный двойной механизм синхронизации внутренних часов с внешним окружением есть и у человека. Если это так, значит, именно криптохром и Quasimodo помогают нам перестроиться при путешествиях в другие часовые пояса.
Биологические часы управляют и представителями флоры: исследователи из Университета Калифорнии в Сан-Диего обнаружили гены, подавляющие рост растений в дневное время суток. Растения развиваются неравномерно, чаще всего наиболее интенсивно в предрассветные часы. Это, вероятно, объясняется необходимостью более эффективно использовать питательные вещества, полученные в течение дня.
Исследователи изучали активность генов в листьях арабидопсиса — родственника капусты, который широко используется в лабораторных исследованиях генетиков, как и дрозофила. Ученые выяснили, что ритмом роста арабидопсиса управляет сочетание трех белков, которое исследователи назвали вечерним белковым комплексом. Этот комплекс блокирует активность двух основных форм белков — стимуляторов роста растений.
Специалистам удалось обнаружить три гена, ответственных за синтез регулирующего белкового комплекса. Как сообщают авторы исследования в статье, опубликованной в журнале Nature, при выключении одного из этих генов растения развивались значительно быстрее. Если эти результаты удастся применить на практике, то появление круглосуточно растущих сельскохозяйственных культур станет одним из самых ярких успехов в получении ГМО.