Внимание, вопрос
Oct. 19th, 2003 05:49 am![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
jayrandomВопрос у меня будет к широкому спектру специалистов - химикам, молекулярным биологам, биоинформатикам, да и вообще всем, кого зацепит. Непростой вопрос, но очень дорогой. Гонораром поделиться обещаю :)
Большинство организмов на Земле привязало свою жизнь к солнечным 24-часовым суткам. Обычно в таких случаях клетки поддерживают в себе автономный молекулярный таймер (circadian clock), позволяющий предсказывать восход и закат Солнца несколько заранее. Например, у многих насекомых, активных и ночью и днем, где-то за час до восхода начинает вырабатываться особый пигмент на глазах, своеобразные "солнечные очки". Через пигмент насекомое вполне себе неплохо видит днем. Если же неподготовленное насекомое посреди ночи внезапно осветить, оно ослепнет и полетит на этот свет погибать. У млекопитающих в темное время суток на мозги изливается мелатонин, и о приближении как восхода, так и заката организм должен узнавать немножко заранее. Circadian-системы бывают у очень разных эвкариотов, вплоть до самых простеньких, могут сильно различаться по реализации и использованию. Но главными качествами считаются (1) автономность (может очень долго поддерживать ритм в полной темноте или постоянном освещении) и (2) способность к подстройке при принудительном изменении светового графика.
Это был, так сказать, мэйнстрим. Теперь пойдут сюрпризы. Дело в том, что на Земле существуют также организмы, живущие не по солнечному 24-часовому графику, а по лунному 12.4-часовому циклу приливов и отливов. Есть такая удивительная козявка, Convoluta Roscoffensis. Хотя она и называется плоским червем, на самом деле является удивительно красивым животным. По сути это мешок, заполненный некогда заглоченными микро-водорослями. Мешок обеспечивает водорослям защиту, а они в порядке симбиотической взаимопомощи снабжают его продуктами. Так и живут. Песня заключается в том, что зверюга чует приближение прилива и закапывается на это время в песок. А на время отлива, наоборот - вылезает на бережок посушиться. Что же тут удивительного? А вот что: когда ее переселяют в аквариум, в котором никаких приливов и отливов нет, она продолжает себя так вести. Забуривается в песок, как по часам.
Цикл приливов никак не привязан к солнечным суткам - он "съезжает" ("лунные" сутки на 48 минут длиннее солнечных). Так что ориентировка никак не по Солнцу. Приходится делать вывод, что Convoluta чувствует положение Луны относительно Земли. Пока не очень понятно, есть ли у нее специальный молекулярный осциллятор для ведения "лунного" времени, ибо при перетаскивании аквариума из одной часовой зоны в другую Convoluta перестраиватеся на новый пояс практически сразу. (Мы со своими jet-lag'ами можем только от зависти только зубами поскрипеть - человеческая печень, например, может перестраиваться целую неделю при перелете с запада на восток.)
Вопросы к двухкомпонентщикам![[livejournal.com profile]](https://www.dreamwidth.org/img/external/lj-userinfo.gif)
kostia_inochkin, kotya и всем желающим:
1) ЧЕМ ЧУЕТ? (один вариант ответа у меня есть)
2) Как поймать сигнал? Смотреть экспрессию всего, чего только можно, по часам (до ожидаемого самозакапывания и после), а потом искать разницу? Как вообще подобные опыты ставятся?
3) Есть ли в поведении цианобактерий что-нибудь подобное? Наблюдались ли колебания экспрессии генов по любому графику, кроме солнечного?
4) самый страшный вопрос на миллион: как сэмулировать ручную Луну? :)))
Большинство организмов на Земле привязало свою жизнь к солнечным 24-часовым суткам. Обычно в таких случаях клетки поддерживают в себе автономный молекулярный таймер (circadian clock), позволяющий предсказывать восход и закат Солнца несколько заранее. Например, у многих насекомых, активных и ночью и днем, где-то за час до восхода начинает вырабатываться особый пигмент на глазах, своеобразные "солнечные очки". Через пигмент насекомое вполне себе неплохо видит днем. Если же неподготовленное насекомое посреди ночи внезапно осветить, оно ослепнет и полетит на этот свет погибать. У млекопитающих в темное время суток на мозги изливается мелатонин, и о приближении как восхода, так и заката организм должен узнавать немножко заранее. Circadian-системы бывают у очень разных эвкариотов, вплоть до самых простеньких, могут сильно различаться по реализации и использованию. Но главными качествами считаются (1) автономность (может очень долго поддерживать ритм в полной темноте или постоянном освещении) и (2) способность к подстройке при принудительном изменении светового графика.
Это был, так сказать, мэйнстрим. Теперь пойдут сюрпризы. Дело в том, что на Земле существуют также организмы, живущие не по солнечному 24-часовому графику, а по лунному 12.4-часовому циклу приливов и отливов. Есть такая удивительная козявка, Convoluta Roscoffensis. Хотя она и называется плоским червем, на самом деле является удивительно красивым животным. По сути это мешок, заполненный некогда заглоченными микро-водорослями. Мешок обеспечивает водорослям защиту, а они в порядке симбиотической взаимопомощи снабжают его продуктами. Так и живут. Песня заключается в том, что зверюга чует приближение прилива и закапывается на это время в песок. А на время отлива, наоборот - вылезает на бережок посушиться. Что же тут удивительного? А вот что: когда ее переселяют в аквариум, в котором никаких приливов и отливов нет, она продолжает себя так вести. Забуривается в песок, как по часам.
Цикл приливов никак не привязан к солнечным суткам - он "съезжает" ("лунные" сутки на 48 минут длиннее солнечных). Так что ориентировка никак не по Солнцу. Приходится делать вывод, что Convoluta чувствует положение Луны относительно Земли. Пока не очень понятно, есть ли у нее специальный молекулярный осциллятор для ведения "лунного" времени, ибо при перетаскивании аквариума из одной часовой зоны в другую Convoluta перестраиватеся на новый пояс практически сразу. (Мы со своими jet-lag'ами можем только от зависти только зубами поскрипеть - человеческая печень, например, может перестраиваться целую неделю при перелете с запада на восток.)
Вопросы к двухкомпонентщикам
kostia_inochkin, kotya и всем желающим:1) ЧЕМ ЧУЕТ? (один вариант ответа у меня есть)
2) Как поймать сигнал? Смотреть экспрессию всего, чего только можно, по часам (до ожидаемого самозакапывания и после), а потом искать разницу? Как вообще подобные опыты ставятся?
3) Есть ли в поведении цианобактерий что-нибудь подобное? Наблюдались ли колебания экспрессии генов по любому графику, кроме солнечного?
4) самый страшный вопрос на миллион: как сэмулировать ручную Луну? :)))
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
циркадность
Date: 2003-12-05 05:58 pm (UTC)1) Мне бы очень хотелось ссылок по первому пункту. Ибо я много раз слышал про мистический 36-часовой цикл, но все серьезные статьи, которые ко мне попадают, настойчиво утверждают 24-часовой с мутациями от 18 до 29. По крайней мере, авторы утверждают, что это было установлено ими экспериментально. Можно источник про 36 часов?
2) Тоже буду очень благодарен за ссылку. Насколько я знаю, у млекопитающих SCN-центр гипоталамуса (который, собственно, и является синхронизирующим механизмом клеточных часов по всему телу) соединен с сетчаткой обычного глаза, и реагирует на синюю часть видимого спектра. Про физическую связь "третьего глаза" и суточного цикла слышу впервые. Эта новость должна бы обрадовать мистиков всего мира :)
3) Насчет a priori не понял. На чем реализован такой точный механизм? Если он не подстраивается, то должен быть абсолютно точным. А мы знаем, что даже самоподстраивающиеся циркадные ритмы можно "сбить" повышением-понижением температуры и прочих чисто физических факторов. Думаю, природа не стала бы повторять аналог синхронизатора в совершенно разных ветках эволюции, если бы можно было просто-напросто вшить константу.
Давай еще представим, что (это же морские животные) - они дрейфуют из одного места в другое. Там - сдвиг графика Луны и, как следствие, сдвиг графика приливов и отливов. Что делать зверюшкам? :)