Циркадный цикл важнее для жизни, чем предполагалось ранее

Исследователи из Университета Южной Калифорнии (USC) обнаружили, насколько восход и закат солнца управляют жизнью на Земле, даже в неожиданных местах.

Результаты, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences, "говорят о многом в эволюции жизни на Земле", по словам учёного USC Эндрю Й. Грейси.

"Всё связано с вращением планеты", — заявил он.

У всех организмов определённая часть экспрессии генов (процесса создания продуктов по "чертежу" в генах) носит ритмичный характер. У наземных существ этот ритм, что неудивительно, привязан к 24-часовому дню, известному как циркадный цикл.

Мидии, которых Грейси выбрал для исследования, проводят всю жизнь в тёмных раковинах в зоне между сушей и морем, погружаясь или обнажаясь в зависимости от прилива.

Большая часть их физической активности основана на приливном цикле: когда мидии обнажены, они закрывают раковины и переключаются на анаэробный метаболизм, испытывая нехватку кислорода, а при погружении дышат и питаются.

"Это действительно глубокое изменение в их биологии при переходе из моря на сушу", — отметил Грейси.

Можно было ожидать, что именно приливный цикл будет "часами", управляющими экспрессией их генов. Однако тесты Грейси показали, что хотя "приливные часы", вероятно, существуют, основная доля экспрессии генов у мидий управляется циркадным циклом.

"Циркадный цикл преобладает над приливным", — констатировал Грейси.

Грейси и аспирант USC Кваси Коннор построили аквариум с искусственным приливом, прокачивая воду каждые шесть часов. В течение четырёх дней Коннор собирал образцы каждые два часа, получив отличные данные ценой недосыпа.

"Вот почему эта статья так хороша — у нас такое высокое разрешение данных", — пояснил Грейси.

Позже учёные провели аналогичное моделирование в более естественной среде, подвесив клетки с мидиями у причала на 50 часов.

Результаты оказались неожиданными. Среди генов, показавших ритмичную экспрессию, от 80 до 90% управлялись циркадным циклом.