Як працює біологічний годинник Medlife
Серцевий ритм з'явився як пристосування до змін світлового дня та низьких температур, але навіть сьогодні ми не до кінця розуміємо, як працює біологічний годинник.
Група вчених вирішила визначити, як біологічний годинник виконує свої функції, проаналізувавши циркадний ритм зелено-блакитних ціанобактерій, пише sciencedaily.com.
Дослідження ритму бактерій на карці
Спіруліна, різновид ціанобактерій, багата вітамінами та мінералами, часто використовується як натуральний харчовий барвник, особливо в кондитерській промисловості.
Дослідники виявили, що спосіб руху білків, щогодини за годиною протягом дня, є важливим для функції біологічного годинника ціанобактерій. "Те саме стосується внутрішніх годинників еукаріотів", - говорить доктор Ліванг.
Внутрішній годинник ціанобактерій унікальний, оскільки його можна відновити в лабораторії за відсутності живих клітин.
Для проведення цього дослідження вчені створили розчин цих білків та аденозинтрифосфату (АТФ) в контрольованому середовищі, щоб створити цілодобовий годинник ціанобактерій і спостерігати за ним протягом декількох тижнів.
Згодом, використовуючи технологію ядерно-магнітно-резонансної спектроскопії, вчені проаналізували структуру та динаміку молекул цих білків, щоб отримати уявлення про їх функції.
"Ми також дослідили, як вони рухаються, обертаються, стискаються, елементарні рухи своїх біологічних функцій", - пояснює доктор Ліванг.
Вивчення біологічних функцій бактерій
Крім того, дослідники вивчали біологічні функції бактерій за допомогою технології рентгенівської кристалографії, потужного методу візуалізації для виявлення статичних структур білків в їх атомній та субатомній складності.
"Для нас було великим сюрпризом спостерігати за внутрішніми рухами білків і за тим, як їх годинник диктує їхні внутрішні функції. Структури білків, виявлені за допомогою технології рентгенівської кристалографії, були ключовим елементом наших досліджень, але вони нам допомогли. знати лише частину всієї історії ", - додає доктор Ліванг.
Цілодобовий годинник ціанобактерій не ідентичний такому у тваринних або людських організмів, однак їх будова лежить в основі всіх типів цілодобових годинників, а загальні функції білків схожі.
"Хоча білки, що складають циркадний ритм, виконують роль вимірювання плину часу, існують деякі основні принципи біологічного часу, якими володіють усі біологічні годинники, незалежно від типу білка, про який ми говоримо.
Структура складної білкової системи добового годинника у випадку з ціанобактеріями дала особливо важливі перспективи щодо механіки людського біологічного годинника, але наразі це лише статичні зображення складної системи, що знаходиться в постійному русі і змінюється від тепер високий ", - робить висновок доктор Ліванг.