Биологи из Техасского университета A & M делают успехи в понимании функции биологических часов в нескольких модельных организмах и переводят эти исследования в более широкие последствия для здоровья человека.
Лаборатория Мерлина в Техасском отделе биологии A&M обнаружила генетические свидетельства, связывающие циркадные часовые гены и тактовые молекулярные пути к сверхъестественной способности бабочки-Монарха чувствовать изменения в продолжительности дня, или фотопериод - экологический сигнал, который сигнализирует им мигрировать и вызывает репродуктивный спячку, которую они проявляют в этом процессе. Их работа устанавливает четкую связь между часовыми генами и путями витамина А в мозге этого знакового насекомого.
Исследование Лаборатории Мерлина, опубликованное 25 ноября в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, не только обеспечивает генетическое доказательство связи фотопериод-часы, но и впервые демонстрирует, что он также регулирует критический путь витамина А, необходимый для сезонных реакций.
“Почти все организмы приспосабливаются к сезонам года, приспосабливая свою физиологию и поведение к изменениям продолжительности дня, или фотопериоду", - поясняет Кристин Мерлин, техасский биолог A&M и 2017 Klingenstein-Simons Fellow.
Несмотря на десятилетия исследований, молекулярные и генетические механизмы, с помощью которых изменения в фотопериоде ощущаются и переводятся в сезонные изменения в физиологии и поведении животных, остаются малоизученными. Хотя многое еще предстоит узнать, наши результаты прокладывают путь к пониманию механизмов, с помощью которых витамин А действует в головном мозге, чтобы перевести кодирование продолжительности дня в сезонные физиологические и поведенческие реакции у животных.
“Учитывая, что сезонные изменения, связанные с этим путем, также были зарегистрированы в головном мозге млекопитающих, соблазнительно предположить, что функция витамина А в фотопериодизме животных может быть эволюционно сохранена. Если это окажется так, то наша работа с "монархом" может иметь последствия для лучшего понимания сезонных изменений в человеческом мозге, которые могут привести к таким заболеваниям, как сезонная депрессия”, - поясняют ученые.
В течение последних шести лет лаборатория Мерлина в Техасском центре A&M по исследованию биологических часов использовала бабочку Монарха в качестве модели для изучения миграции животных, роли циркадных часов в регулировании суточной и сезонной физиологии и поведения животных, а также эволюции животного часового механизма. С помощью технологии CRISPR / Cas9 ее группа уже преуспела в изменении ключевых биологических генов, связанных с часами, у Монарха, чтобы изучить их влияние на ежедневные циркадные ритмы и сезонные миграционные реакции.
"Несмотря на значительные успехи, достигнутые нашей лабораторией в разработке генетических инструментов для уничтожения практически любых генов в геноме Монарха, которые были ключевыми в этом исследовании, чтобы продемонстрировать центральную важность пути витамина А в фотопериодических реакциях, генетический инструментарий в Монархе все еще далек от конкуренции с тем, который доступен в более традиционных генетически сговорчивых модельных организмах, таких как дрозофила и мышь", - сказал Мерлин.
Одно из осложнений, которое пришлось преодолеть лаборатории Мерлина в ходе исследования, заключается в том, что витамин А необходим для зрительной функции сложных глаз монарха, а это означает, что их нокауты всего тела ninaB1 будут ослеплены. Как правило, команда Мерлина должна была найти негенетический способ устранения потенциальной функции сложных глаз в качестве возможной связи с отсутствием фотопериодических реакций, наблюдаемых у этих новых мутантных бабочек.
Окрашивая составные глаза взрослых бабочек дикого типа черной краской, ученые продемонстрировали, что зрительная функция не была необходима для фотопериодических реакций, тем самым поддерживая идею о том, что функция витамина А в головном мозге, а не в глазах отвечает за фотопериодические ощущения и реакции.
Биологи заявляют, что исследование поднимает интересные вопросы относительно возможного участия пути в любом количестве интригующих сценариев, включая производство фоторецептора глубокого мозга для фотопериодического зондирования, сезонную регуляцию транскрипционной программы, опосредованной ретиноевой кислотой, и / или сезонную пластичность тактовых нейрональных схем в мозге.
Неуловимая короткоухая собака может процветать в нетронутых лесах Амазонии
Сотни записей с фотоловушек из Боливии и Перу позволяют предположить, что короткоухая собака (Atelocynus microtis), один из наименее изученных представителей семейства псовых в мире и один из наименее изученных хищников…
В Испании обнаружен новый вид древней медведицы-собаки
Палеонтологи идентифицировали ранее неизвестный вид амфиционидов — вымершего семейства плотоядных млекопитающих, широко известных как медведи-собаки, — по двум экземплярам, найденным в богатом ископаемом месторождении в бассейне Вальес-Пенедес недалеко от Барселоны,…
В Монтане на месте убийства бизона раскрывается тайна, существовавшая 1100 лет
На протяжении веков коренные охотники возвращались к небольшому месту охоты на бизонов в центральной Монтане, регионе на севере Соединенных Штатов, сформированном обширными травянистыми равнинами Великих равнин. Затем, около 1100 лет…
Погибшие в Туле и 123 БПЛА. Последствия атаки ВСУ на российские регионы
Средства ПВО перехватили и уничтожили за ночь над российскими регионами, акваториями Черного и Азовского морей 123 украинских беспилотника, сообщили в Минобороны РФ. Украинские беспилотники атаковали жилой сектор Тулы. По предварительным…
Массированный удар ВС России по объектам ОПК Украины. Главное
Российские войска ударили по украинским объектам оборонно-промышленного комплекса (ОПК), военным аэродромам и территориальным центрам комплектования в Киеве, Харькове и Днепропетровске. Об этом сообщили в Минобороны РФ. ТАСС собрал основное об…
Сделка между США и Ираном: ключевые заявления сторон и международная реакция
США и Иран достигли договоренности об урегулировании конфликта. 19 июня в Женеве запланировано подписание соглашения. С 15 июня объявляется окончание морской блокады Ирана со стороны США, а также немедленное и…
Войска НАТО начали окружать Россию с севера
В финском городе Рованиеми создан сухопутный штаб НАТО. На 13 июня запланирована официальная церемон...
У берегов Бразилии обнаружены десятки новых видов глубоководных существ
Участникам международной экспедиции, работавшей у побережья Бразилии, удалось обнаружить 31 новый дл...
А вот если ты уверен, что завтра будет хуже, чем сегодня, это ведь тоже своего рода уверенность в завтрашнем дне?
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".