Японские учёные нашли, где у живых существ спрятаны биологические часы
Многочисленный коллектив японских учёных из нескольких университетов при изучении цианобактерий понял, что за наличие внутреннего циркадного (околосуточного) ритма в них отвечает белок KaiC — маленькая биомолекула диаметром 10 нм. Именно она важна за наличие у всех живых существ биологических часов.
У большинства микроорганизмов, грибов, большинства и растений животных видна подстройка к 24-часовому дневному периоду вращения Почвы около собственной оси. Частично растения и животные подстраиваются к этому периоду, основываясь на трансформациях в окружающей среде — температуре, освещённости. Но уже давно как мы знаем, что у живых существ имеется встроенная совокупность циркадных ритмов, не зависящая от окружающей среды.
Ещё в 18 веке французский астролог де Мейрен сказал о ежедневных перемещениях листьев у мимозы стыдливой (Mimosa pudica). Эти перемещения повторялись с определённой периодичностью, даже в том случае, если растения помещались в темноту, где отсутствовали такие внешние стимулы как свет. Де Мейрен разумно высказал предположение, что эти ритмы, продолжительность которых он выяснил в 22–23 часа, смогут иметь что-то общее с чередованием бодрствования и сна у человека.
А наличие их в темноте сказало об эндогенной (внутренней) их природе.
В 1880 году Чарльз его сын и Дарвин Фрэнсис сделали предположение о наследственной природе циркадных ритмов. С того времени их мысль была подтверждена — как и эндогенная природа циркадных ритмов. В 1984 году на протяжении опытов с грибами вида Нейроспора густая (Neurospora crassa), совершёнными в космосе, стало ясно, что околосуточные ритмы не зависят от каких бы то ни было геофизических сигналов, которые связаны с вращением Почвы около собственной оси.
С того времени учёные искали — где же как раз расположен данный хронометр, что разрешает отмерять привычные 24 часа. В 2007 году была напечатана работа, показывающая, что биологические часы возможно воссоздать, применяя белки KaiA, KaiB и KaiC совместно с аденозинтрифосфатами (АТФ). АТФ — это соединение, играющееся важную роль в обмене веществ и энергетическом обеспечении в организмах.
По сути, это соединение известно как универсальный источник энергии для всех химических процессов, протекающих в живых совокупностях. В той же работе было указано, что по всей видимости, как раз KaiC отвечает за работу околосуточных ритмов.
Учёные, детально изучив KaiC, установили, что эта молекула осциллирует с устойчивым периодом в 0.91*24 часов — другими словами, именно она важна за ритм, совпадающий с вращением Почвы. При помощи кристаллографии большого разрешения учёные разглядели структуру молекулы на ядерном уровне. Её особенная структура и является причиной таких долгопериодических осцилляций в присутствии АТФ.