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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Оптические системы сортировки и AI для черники и фруктов 14.02.2026

Каждый год потребители ожидают увидеть на прилавках свежие, ровные по размеру и цвету ягоды черники без признаков порчи или обезвоживания, при этом производители стремятся минимизировать потери и сохранить естественную привлекательность продукта. В эпоху растущих требований к качеству и дефицита квалифицированной рабочей силы традиционные методы сортировки фруктов уже не всегда справляются с задачей. Именно поэтому компании активно внедряют оптические сканеры в сочетании с искусственным интеллектом, способные анализировать ягоды с невероятной точностью и скоростью, сохраняя при этом их товарный вид. На выставке Fruit Logistica 2026 в Берлине компания Tomra Food презентовала свои последние достижения в области постуборочной обработки. Центральное место на стенде занимает совершенно новая оптическая сортировочная система, специально разработанная для свежей черники и предназначенная для использования непосредственно в упаковочных цехах. Эта машина охватывает весь путь ягод - от загруз ...>>

Монитор ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3 13.02.2026

Для многих поклонников компьютерных игр выбор монитора - это всегда поиск идеального баланса между потрясающей картинкой, молниеносной скоростью отклика и надежностью в длительных игровых сессиях. Технология QD-OLED уже несколько лет задает высокую планку качества изображения, предлагая глубокий черный цвет, яркие краски и практически мгновенную реакцию пикселей. Однако даже у самых продвинутых панелей оставались слабые места: уязвимость к царапинам, цветовые искажения под определенными углами и заметное отражение в освещенных помещениях. Компания ASUS решила серьезно улучшить ситуацию и представила третье поколение своего популярного 32-дюймового флагмана - ROG Swift OLED PG32UCDM Gen 3. В основе новинки лежит современная 32-дюймовая QD-OLED панель с разрешением 4K (3840 x 2160 пикселей), которая обеспечивает невероятную детализацию и точность цветопередачи. Частота обновления достигает 240 Гц, что делает картинку исключительно плавной даже в самых динамичных сценах шутеров или ...>>

Случайная новость из Архива Аппендикс: хранилище полезных бактерий и ключ к иммунитету 18.11.2024 Многие из нас помнят со школьных уроков биологии, что аппендикс - это рудиментарный орган, утративший свое первоначальное значение в процессе эволюции. Однако последние научные исследования опровергают это утверждение. Оказывается, этот небольшой отросток слепой кишки играет куда более важную роль в нашем организме, чем считалось ранее. Международная группа ученых провела масштабное исследование, охватившее 533 вида млекопитающих. Исследователи сравнивали животных, имеющих аппендикс, с теми, у кого его нет. Результаты оказались удивительными: наличие аппендикса оказалось тесно связано с более высокой концентрацией лимфоидной ткани в месте соединения тонкой и толстой кишок. Лимфоидная ткань играет ключевую роль в нашей иммунной системе и способствует росту полезных бактерий. Аппендикс, по сути, служит резервуаром для этих полезных бактерий. Когда мы сталкиваемся с кишечными инфекциями, например, с тяжелой диареей, большая часть полезной микрофлоры может погибнуть. Аппендикс же позволяет восстановить ее, так как содержит "резервные копии" важных бактерий. Именно поэтому люди, которым удалили аппендикс, дольше восстанавливаются после кишечных заболеваний. Получается, что аппендикс - это не просто атавизм, а важный компонент нашей иммунной системы. Он помогает поддерживать баланс микрофлоры кишечника, которая, в свою очередь, влияет на множество процессов в организме: от пищеварения до работы иммунной системы. Почему же тогда возникает аппендицит? Несмотря на то, что роль аппендикса в организме становится все более понятной, ученые до сих пор не до конца разобрались в причинах аппендицита - воспаления аппендикса, которое требует хирургического вмешательства. Одна из наиболее распространенных теорий связывает аппендицит с непроходимостью кишечника, когда содержимое кишечника закупоривает просвет аппендикса и вызывает воспаление. Открытие новой роли аппендикса заставляет нас пересмотреть свои представления о строении и функционировании человеческого организма. Оказывается, даже те органы, которые долгое время считались бесполезными, могут играть важную роль в поддержании нашего здоровья. Это еще раз подчеркивает, насколько сложен и удивителен наш организм, и как много нам еще предстоит узнать о нем. Аппендикс - это не просто рудиментарный орган, а важный компонент нашей иммунной системы. Он помогает поддерживать баланс микрофлоры кишечника и защищает организм от негативного воздействия внешних факторов. Несмотря на то, что аппендицит остается одной из наиболее распространенных причин экстренных операций, наше понимание этого органа постоянно расширяется. И кто знает, какие еще удивительные открытия нас ждут впереди?

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026