Деление клеток регулируется системой циркадного ритма

Биологи из Массачусетского технологического института и Калифорнийского университета в Сан-Диего (оба — США) установили некоторые закономерности деления клеток цианобактерий Synechococcus elongatus, демонстрирующие связь этого процесса с 24-часовым циклом активности.

Цианобактерии, конечно, не могут засыпать в полном смысле этого слова, но их активность все же изменяется с течением времени: темное время суток эти фотосинтезирующие организмы отличают от светлого. В 1998 году ученые идентифицировали три белка (KaiA, KaiB и KaiC), которые задают циркадный ритм у цианобактерий, а совсем недавно был открыт молекулярный механизм контроля клеточного цикла этими протеинами. Как оказалось, они управляют другим белком, FtsZ, не давая ему переместиться в центральную область клетки — место образования новой клеточной стенки при делении.

Авторы наблюдали за клетками S. elongatus в течение одной недели при постоянной освещенности. Задающие циркадный ритм протеины были помечены с помощью желтого флуоресцентного белка, что позволяло определять фазу 24-часового цикла. Для того чтобы четко отслеживать деления, исследователи фотографировали микроорганизмы каждые 40 минут.

В результате выяснилось, что при не слишком ярком свете клетки цианобактерий делятся примерно раз в день, причем чаще всего это происходит в середине 24-часового цикла. Если интенсивность освещения увеличить, клетки начнут делиться чаще, но временная зависимость сохранится: деления приходятся на конец первой и третьей четвертей цикла. Кроме того, в любых условиях примерно через 19 часов после начала цикла цианобактерии входят в «фазу покоя», которая продолжается — без делений — до следующего циркадного периода.

В будущем ученые, вероятно, повторят эти эксперименты с клетками дрожжей и млекопитающих.

Подготовлено по материалам: science.compulenta.ru