Любой многоклеточный организм имеет определенные биологические часы. Их может быть несколько отдельных в однм и том же организме, а сложность их варьируется так же, как и диапазон внешних факторов, на которые реагируют часы. Впрочем, у подавляющего большинства это циклы день-ночь и зима-лето.
Клопы - одни из этого большинства. Для них, как для насекомых, понимаение того, какое сейчас время суток и время года, крайне важно в перспективе выживания и размножения.
Исследователи из Университета Осаки вставили новый кусочек в понимание механизма работы биологических часов этих животных.
Исследование
Чтобы глубже изучить вопрос, они сосредоточились на глутамате - нейротрансмиттере, который отвечает в нервной системе за передачу сигналов. Осуществляется это обычно путем транспорта молекул глутамата через мембраны нейронов и путем его воздействия на особые глутаматовые рецепторы, которые и заставляют нейрон изменять заряд и соответственно запускать импульс (или не запускать). Он - один из важнейших нейротрансмиттеров.
Используя клопов, хорошую модель для изучения циклов, исследователи оценивали уровень глутамата в мозге в зависимости от времени. Также они тестировали клопов, гены биоогических часов которых были изменены.
Как оказалось, уровень глутамата в мозге был значительно выше при коротком световом дне и ниже при длинном, причем отключение гена, отвечающего за временные периоды, устранило эту разницу.
«Результаты были очень четкими», — говорит Сакико Шига, старший автор исследования.
«Наши результаты показывают, что внеклеточная динамика глутамата регулируется часовыми генами и играет важную роль в фотопериодическом контроле репродукции», — объяснил Масахару Хасебе, первый автор исследования.
Чтобы подтвердить свое предположение, они непосредственно изменяли концентрацию вещества в мозге насекомых. В итоге это оказывало определенный эффект на время размножения у клопов, что говорит о подтверждении связи между биологическими часами и глутаматом.
Перспективы
Учитывая, что глутамат используется не только у клопов, но у самых разных животных, в том числе и у человека, это исследование довольно важно. Только предстоит изучить многогранную роль глутамата в более сложных видах часов, однако фундамент уже заложен.
Оригинальная статья (Plos Biology)
#наука #биология #энтомология #насекомые #биологическиечасы #биоритмы #глутамат
