Немецкие ученые нашли белок дрозофил, который объясняет независимость циркадных ритмов от температуры. При мутации этого белка цикл сон-бодрствование увеличивается с 24 часов при 18 °С до 29 часов при 29 °С. Исследование опубликовано в журнале Current Biology.
Считается, что с повышением температуры физиологические процессы идут быстрее. Но у этого правила есть исключения. Циркадные ритмы, которые регулируют цикл «сон — бодрствование», практически не зависят от окружающей температуры. Согласно исследованиям, это обеспечивается несколькими молекулярными механизмами.
Немецкие ученые обнаружили у дрозофил точечную мутацию, при которой циклы, регулируемые циркадными ритмами, удлиняются по мере увеличения температуры. Эта мутация находится в ключевом гене, связанном с циркадными ритмами, — per. У дрозофил с мутацией perI530A был нормальный цикл «сон — бодрствование», состоявший из 24 ч, при температуре 18 °С. Однако при повышении температуры до 29 °С он замедлялся и достигал 29 ч. Удлинение этого цикла повлияло также на экспрессию, то есть на активность, гена per в некоторых видах нейронов мозга.
Ген per кодирует белок PERIOD. Обычно он постепенно разрушается химически в течение 24 часов. Это происходит посредством его фосфорилирования. Когда белок PERIOD достигает максимальной степени фосфорилирования, он разлагается. Обычно этот процесс ничем не отличается при разных температурах. Для дрозофил с мутацией perI530A это не характерно. Фосфорилирование PERIOD происходило нормально при 18 °С, но стало замедляться по мере повышения температуры. Из-за этого белок PERIOD стабилизировался при более высоких температурах.
Мутация, которую исследовали ученые, также затронула белок NES — сигнал ядерного экспорта. Он задействован в транспорте белков PERIOD из ядра клетки, однако до сих пор у этого процесса не было известной биологической функции. Результаты исследования показали, что при наличии мутации PERIOD дольше остается в ядре клетки, причем это характерно только для высоких температур. На основе этого ученые заключили, что экспорт PERIOD из ядра связан с температурной независимостью циркадных ритмов.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
