Пересадка биологических часов

25.06.2015

Кишечная палочка - одна из тех организмов, которые обходятся без внутреннего суточного ритма, подчиняющегося смене дня и ночи. Зато такие часы есть у цианобактерий, что неудивительно: они занимаются фотосинтезом, а если ты занимаешься фотосинтезом, то, хочешь не хочешь, за солнцем следить будешь. Собственно, кроме цианобактерий, никакие другие бактерии суточными ритмами не обзавелись. (Подчеркнем, что речь идет именно о циркадных, суточных часах, а не вообще о биологических ритмах.)

Памеле Сильвер (Pamela A. Silver) и ее коллегам из Института Уайса при Гарвардском университете пришла в голову мысль пересадить биологические часы из одной бактерии в другую - то есть, как можно догадаться, из цианобактерии в кишечную палочку. Как известно, у цианобактерий молекулярной "пружиной" суточного ритма служат три белка под названием KaiA, KaiB, и KaiC: в течение дня KaiA фосфорилирует KaiC, а ночью KaiB выполняют обратную реакцию, то есть снимает с KaiC остатки фосфорной кислоты. Сам KaiC может влиять на активность других генов (в том числе и своего собственного), стимулируя транскрипцию, то есть синтез РНК на них, но делать он это может в зависимости от того, в каком он виде находится, в дневном фосфорилированном или в ночном нефосфорилированном.

Система, как видим, довольно простая, нужно было лишь 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 еще и ген светящегося белка, который включался комплексом KaiC-SasA. Наступал день, KaiC получал фосфатную группу, связывался с SasA, и оба они вместе 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". Правда, спустя три дня часы ломались. По словам авторов, у самих цианобактерий есть дополнительные механизмы, обеспечивающие синхронизацию ядра молекулярной "пружины" со временем суток, а обычных же бактерий такой "поправки хода" нет (хотя ничто не мешает и такие гены тоже пересадить в кишечную палочку). Полностью результаты экспериментов описаны в статье в Science Advances.

Цель работы была, разумеется, не только в том, чтобы получить светящуюся по часам бактерию. Такие клетки, которые к тому же умели бы еще синтезировать лекарства, могли бы послужить хорошими дозаторами, освобождая нужное вещество в нужный момент времени (у болезней ведь тоже есть свои циклические ритмы).

Считается, что ожирение и сопутствующие ему метаболические расстройства возникают из-за расстроенных суточных часов организма, которые перестают задавать правильный распорядок дня кишечным бактериям - у которых, напомним, собственных часов нет. И здесь, пожалуй, помогли бы как раз те бактерии, которых такими часами снабдили в лаборатории. Наконец, если мы говорим о микроорганизмах, используемых для получения биотоплива, то их можно бы заставить работать от солнца, а чтобы это происходило с максимальной пользой, опять же понадобятся суточные часы.

<< Назад: ADS8688 - многоканальный SAR АЦП для измерения биполярного сигнала 26.06.2015

>> Вперед: Носимое устройство для экстренного вызова спасателей 25.06.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Смартфон OnePlus Ace 5 с функцией обходной зарядки 06.12.2024

OnePlus Ace 5, новейший смартфон от OnePlus, выходит на рынок с функцией, которая может стать революцией для мобильных геймеров и активных пользователей - поддержкой обходной зарядки. Эта технология позволяет смартфону получать питание непосредственно от зарядного устройства, минуя аккумулятор. Такой подход помогает уменьшить нагрев устройства, особенно во время длительных игровых сессий, и продлить срок службы аккумулятора. Обходная зарядка - это технология, при которой энергия от зарядного устройства напрямую питает смартфон, обходя аккумулятор. Это особенно актуально для устройств, которые работают под высокой нагрузкой, так как снижает риск перегрева и замедления работы процессора. В отличие от стандартной зарядки, аккумулятор в этот момент не участвует в питании устройства, что также предотвращает его износ при интенсивной эксплуатации. Игровые смартфоны часто сталкиваются с перегревом из-за высокой производительности и длительных сессий. OnePlus Ace 5, ориентированный на ге ...>>

Двигатель на квантовой запутанности 06.12.2024

Квантовая запутанность - одно из самых удивительных явлений в физике, при котором две частицы остаются взаимосвязанными независимо от расстояния между ними. Еще в свое время Альберт Эйнштейн называл это явление "жутким действием на расстоянии". Сегодня же ученые находят способы применения запутанности для создания новых технологий, таких как квантовые двигатели. Физики из Китайской академии наук разработали уникальный квантовый двигатель, работающий на основе запутанности атомов кальция. Этот двигатель действует по четырехтактному циклу, схожему с работой обычного теплового двигателя. На первом этапе атомы поглощают фотоны лазера, затем расширяются и соединяются с квантовой нагрузкой. После этого следует сжатие и завершение цикла. Однако вместо тепла, используемого в классических двигателях, китайские ученые применили разницу в уровнях запутанности для создания движения. Исследования показали, что чем выше степень квантовой запутанности, тем больше энергии можно преобразовать в п ...>>

Два типа смеха: от эволюции к современности 05.12.2024

Смех - это универсальный феномен, который играет ключевую роль в человеческой коммуникации. Но каковы его истоки и разновидности? Исследование под руководством Розы Камилоглу из Свободного университета Амстердама выявило, что существует два основных типа смеха: вызванный юмором и спровоцированный физическим воздействием, таким как щекотка. Эти открытия проливают свет на эволюционные корни смеха и его значение в человеческой жизни. Для анализа смеха исследователи собрали 887 видеороликов с YouTube, фиксирующих спонтанные проявления этого явления. Каждый видеоролик был классифицирован в зависимости от причины смеха: от щекотки и словесных шуток до неожиданных ситуаций, таких как использование соли вместо сахара. Ученые использовали 70% этих данных для обучения алгоритма машинного обучения, чтобы научить его классифицировать разные типы смеха, а оставшиеся 30% - для проверки работы алгоритма. Алгоритм анализировал акустические характеристики смеха, включая громкость, ритм и частоту, ...>>

Расчитана стоимость астероидов 05.12.2024

Идея добычи полезных ископаемых на астероидах долгое время казалась фантастической и исключительно прибыльной. Однако новое исследование, проведенное при поддержке американского стартапа AstroForge, предлагает более взвешенный взгляд на экономический потенциал космического горнодобывающего сектора. Ученые развенчивают мифы о фантастических богатствах и подчеркивают перспективы и вызовы этой индустрии. Одним из ярких примеров завышенных ожиданий стал астероид Психея, которому приписывают стоимость в десять квинтиллионов долларов. Однако новое исследование утверждает, что такие оценки далеки от реальности. Эксперты предлагают более детализированный подход к анализу астероидных ресурсов, деля их на две основные категории в зависимости от экономической целесообразности добычи. Первая категория включает редкие и дорогие платиновые металлы, такие как родий, платина и палладий. Эти элементы имеют высокую рыночную стоимость и активно используются в производстве электроники, медицинского ...>>

Облепиха помогает быть стройным и здоровым 04.12.2024

Облепиха, признанная новым "суперфудом", активно привлекает внимание диетологов и ученых. Эти ярко-оранжевые ягоды, растущие на неприхотливых кустарниках, сочетают в себе богатство питательных веществ и широкий спектр полезных свойств. Новейшие исследования подтверждают, что облепиха помогает в борьбе с ожирением и диабетом, а также оказывает мощное антиоксидантное действие. Несмотря на кислый и слегка горьковатый вкус, облепиха - настоящий кладезь витаминов и микроэлементов. Ягоды содержат высокую концентрацию витамина C, который укрепляет иммунитет, а также редкие жирные кислоты омега-7, полезные для обмена веществ и здоровья кожи. Эти свойства делают облепиху не только вкусным дополнением к рациону, но и эффективным природным средством для поддержания стройной фигуры. Ученые из Мемориального университета Ньюфаундленда Ферейдун Шахиди и Ренан Даниэльские провели исследование, показавшее, что облепиха содержит уникальные биологически активные соединения: фенольные кислоты, флаво ...>>

Случайная новость из Архива 32-разрядные RISC микроконтроллеры 11.02.2003 Компанией ATMEL CORPORATION объявлено о планируемом начале серийного производства в конце июня 32-разрядных RISC микроконтроллеров AT91RM9200-QI и AT91RM9200-CI на основе ядра ARM920T с производительностью 200 MIPS при 180 МГц. AT91RM9200 имеет встроенное ОЗУ, интерфейс с внешней памятью, а также большой набор периферии для управления, связи и хранения данных: USB Host, Ethernet 10/100BaseT MAC, интерфейсы для различных Flash cards, включая Atmel DataFlash и другие. В данный момент доступны инженерные образцы AT91RM9200-CI в корпусе BGA, и в конце апреля планируются к выпуску инженерные образцы AT91RM9200-QI в корпусе PQFP.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2024