Можно ли пересадить биологические часы?

Кишечную палочку вынудили светиться по часам, пересадив ей молекулярные «ходики» от цианобактерий.

Кишечная палочка – одна из тех организмов, каковые обходятся без внутреннего дневного ритма, подчиняющегося ночи и смене дня. Но такие часы имеется у цианобактерий, что неудивительно: они занимаются фотосинтезом, а если ты занимаешься фотосинтезом, то, желаешь не желаешь, за солнцем следить будешь. Фактически, не считая цианобактерий, никакие другие бактерии суточными ритмами не обзавелись. (Выделим, что речь заходит как раз о циркадных, суточных часах, а не по большому счету о биологических ритмах.)

Цианобактерии рода Synechococcus. Цианобактерии – единственная несколько бактерий, обзаведшаяся циркадным ритмом. (Фото Pacific Northwest National Laboratory / Flickr.com.)

Памеле Сильвер (Pamela A. Silver) и её сотрудникам из Университета Уайса при Гарвардском университете пришла в голову идея пересадить биологические часы из одной бактерии в другую – другими словами, как возможно додуматься, из цианобактерии в кишечную палочку. Как мы знаем, у цианобактерий молекулярной «пружиной» дневного ритма помогают три белка называющиеся KaiA, KaiB, и KaiC: в течение дня KaiA фосфорилирует KaiC, а ночью KaiB делают обратную реакцию, другими словами снимает с KaiC остатки фосфорной кислоты. Сам KaiC может оказывать влияние на активность вторых генов (среди них и собственного собственного), стимулируя транскрипцию, другими словами синтез РНК на них, но делать он это может в зависимости от того, в каком он виде находится, в дневном фосфорилированном либо в ночном нефосфорилированном.

Совокупность, как видим, достаточно несложная, необходимо было только пересадить три гена от цианобактерии Synechococcus elongatus кишечной палочке Escherichia coli. Фосфорилированный KaiC взаимодействует с другим белком, SasA, и исследователи внесли в геном кишечной палочки ещё и ген светящегося белка, что включался комплексом KaiC-SasA. Наступал сутки, KaiC приобретал фосфатную группу, связывался с SasA, и оба они совместно активировали синтез РНК на гене флуоресцентного белка.

На его РНК синтезировался сам белок, и клетка начинала светиться. Иными словами, кишечную палочку, у которой никаких суточных часов сроду не было, снабдили циркадными «ходиками». Действительно, спустя три дня часы ломались.

По словам авторов, у самих цианобактерий имеется дополнительные механизмы, снабжающие синхронизацию ядра молекулярной «пружины» со временем дней, а простых же бактерий таковой «поправки хода» нет (не смотря на то, что нет ничего, что мешает и такие гены также пересадить в кишечную палочку). Всецело экспериментальные результаты обрисованы в статье в Science Advances.

Цель работы была, очевидно, не только в том, чтобы получить светящуюся по часам бактерию. Такие клетки, каковые к тому же умели бы ещё синтезировать лекарства, имели возможность бы послужить хорошими дозаторами, освобождая необходимое вещество в необходимый момент времени (у заболеваний так как также имеется собственные циклические ритмы).

Считается, что ожирение и сопутствующие ему метаболические расстройства появляются из-за расстроенных суточных часов организма, каковые перестают задавать верный распорядок дня кишечным бактериям – у которых, напомним, собственных часов нет. И тут, пожалуй, помогли бы именно те бактерии, которых такими часами снабдили в лаборатории. Наконец, в случае если мы говорим о микробах, применяемых чтобы получить биотопливо, то их возможно бы вынудить трудиться от солнца, а дабы это происходило с большой пользой, снова же пригодятся суточные часы.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

• Существующая модель солнечной системы под вопросом
• Пластмассовая жизнь обитателей моря

Открыт путь к бессмертию: проведена успешная операция по пересадке головы

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Бессмысленная рнк управляет биологическими часами

  Ген биологических часов руководит суточным ритмом посредством двух РНК, одна из которых мешает трудиться второй. Большая часть живых существ на Земле (и…

• Можно ли предсказать функцию гена

  У большинства генов человека функции до сих пор малоизвестны. Но возможно постараться угадать, что они делают, сравнив их с генами-родственниками из…

• Нарушения в биологических часах повышают вероятность рака

  В случае если гены, несущие ответственность за дневный ритм, перестают трудиться так, как нужно, это увеличивает риск происхождения быстрорастущей…

• Можно ли заразиться болезнью альцгеймера?

  Прионоподобные патогенные белки в некоторых случаях смогут вызывать нейродегенеративныерасстройства, попав из больного мозга в здоровый. Прионными…