Британские и французские учёные открыли механизм, контролирующий биологические часы во всех формах жизни — от человеческих клеток до водорослей. Целый ряд исследований позволял предположить существование посттранскрипционных регуляторов циркадного ритма, но стоящий за ними молекулярный механизм оставался неизвестен. В 2005 году японские учёные впервые идентифицировали искомую систему у сине-зелёных водорослей, которые, как известно, являются прокариотами, то есть не обладают оформленным клеточным ядром. Специалисты показали, что определённые белки способны поддерживать суточные ритмы после подавления транскрипции и трансляции и что эти ритмы могут быть воссозданы в лабораторных условиях даже без транскрипционных сигналов.
Оставалось выяснить, обладают ли чем-то подобным более сложные организмы. Сотрудники Института метаболизма Кембриджского университета (Великобритания) Акилеш Редди и Джон О'Нил решили сконцентрироваться на человеческих эритроцитах. У млекопитающих они лишены органоидов, и в том числе ядра, — иными словами, процесса транскрипции. В конце концов научный дуэт выявил класс ферментов, которые поддерживали 24-часовой ритм в постоянных условиях и при отсутствии внешних сигналов (например, света).
Речь идёт о пероксиредоксинах, которые отвечают за контроль потенциально опасных активных форм кислорода, инициируя процесс окисления при их накоплении. Эта реакция меняет структуру пероксиредоксинов легко распознаваемым способом. Учёные обратили внимание на то, что ферменты окисляются и уменьшаются в числе ритмическим образом (у активных форм кислорода тоже нет никакой транскрипции). Эти ритмы могут подстраиваться под стимулы окружающей среды и не варьируются в зависимости от изменений температуры — два главных свойства циркадных регуляторов.
Зная о том, что пероксиредоксины относительно широко распространены среди эукариотов, Акилеш Редди и Джон О'Нил обратились за помощью к коллегам из Эдинбургского университета (Великобритания) и Океанологической обсерватории в Баньюле (Франция) для изучения одноклеточной зелёной водоросли Ostreococcus tauri. Этот вид обладает не только сравнительно простыми биологическими часами, но и чрезвычайно интересной особенностью: в темноте транскрипция генов останавливается. Но, как и в случае с эритроцитами, пероксиредоксины работали в соответствии со своим суточным ритмом.
Руководитель исследования со стороны Эдинбургского университета Эндрю Миллар отмечает, что это открытие способно перевернуть представления об эволюции биологических часов. Факторы транскрипции, вовлечённые в регулирование суточных циклов, могут варьироваться от таксона к таксону, но базовый механизм остаётся одним и тем же.
Г-н Миллар, впрочем, не уверен, что окисление пероксиредоксинов является ключевым регулятором циркадных ритмов. По его мнению, это лишь стрелка прибора, тогда как зубцами шестерёнок выступает что-то другое.
// 