Autorzy tych analiz śledzili zegar i jego funkcje w czasie rzeczywistym, skupiając się jednokomórkowej bakterii Synechococcus elongatus. Szczegóły badań są już dostępne w PNAS. Wnioski wyciągnięte w tej sprawie powinny okazać się kluczowe w kontekście zrozumienia, jak cykl okołodobowy funkcjonuje zarówno u stosunkowo prostych organizmów, jak i bardziej zaawansowanych, takich jak ludzie.
Czytaj też: Ptasi GPS szaleje. Wiemy już, co utrudnia zwierzętom życie – tym razem nie jest to człowiek
Obserwując reakcje w “rdzeniu czasowym” sinic z gatunku z S. elongatus na różne cząsteczki, udało się zidentyfikować okresową i rytmiczną ekspresję setek genów. Co więcej, rzeczony zegar w pewnym sensie się resetuje na poziomie molekularnym. Gdyby przełożyć to na nieco bardziej zrozumiałe okoliczności, to warto byłoby nawiązać do zmiany czasu z zimowego na letni, bądź odwrotnie.
Badania dotyczyły zegara in vitro, który funkcjonuje w probówce. Takowy został opracowany już wcześniej, ale teraz, dzięki ulepszeniom w zakresie monitorowania i uruchamiania zegara, naukowcy mogli wykonywać odczyty w czasie rzeczywistym. Umożliwiło to ciągle monitorowanie reakcji wewnętrznego zegara na różnego rodzaju czynniki.
Cykl okołodobowy wydaje się zależny od obecności kinaz. Rola tych enzymów była do tej pory niedoceniana
Zegar sinic posłużył jako model do zrozumienia, w jaki sposób zegary biologiczne są nakręcane. […] Wykorzystaliśmy metodę wysokiej wydajności do śledzenia w czasie rzeczywistym rytmu reakcji in vitro i wykazaliśmy, że niektóre składniki, które przekazują rytm z rdzenia czasowego do ekspresji genów, decydują również o tym, czy sygnał środowiskowy spowoduje przesunięcie fazy zegara. czytamy w publikacji
Jednym z kluczowych wniosków wyciągniętych przez autorów badań było to, iż enzymy zwane kinazami – pośredniczące w ekspresji genetycznej – mają większy udział w funkcjonowaniu rytmu okołodobowego, niż mogło się wydawać. Kinazy te pełnią bardzo istotną rolę i bez nich taki cykl niemal na pewno nie mógłby prawidłowo działać. Kiedy pojawi się sygnał resetujący, na przykład w postaci zmiany strefy czasowej, potrzeba dwóch kinaz, aby organizm właściwie zareagował na ten “chaos”.
Czytaj też: Zegar zagłady ustawiony. Nigdy wcześniej ludzkość nie była tak bliska katastrofy
Dzięki nowej metodzie monitorowania w czasie rzeczywistym tego, jak funkcjonuje rytm okołodobowy u żywych organizmów, naukowcy powinni móc ją wykorzystać w odniesieniu do ludzi. Ważne może okazać się ustalenie powiązań między funkcjonowaniem takich cykli, a ogólną kondycją organizmu. Kto wie, być może naukowcy znowu będą zaskoczeni? Mechanizmy, na jakich opiera się biologiczne życie, już niejednokrotnie okazywały się bardziej rozbudowane, niż moglibyśmy się spodziewać.
