Исследование цианобактерий выявило, что эти древние микроорганизмы используют принцип, аналогичный АМ-радиосигналу, для координации клеточных процессов, включая деление клеток и работу циркадных ритмов. Открытие, сделанное учеными из Кембриджского и Уорикского университетов, публикуется в журнале Current Biology.
Цианобактерии, которые существуют уже более 2,7 миллиардов лет, используют модуляцию амплитуды импульсов для кодирования информации в клетках. Этот принцип аналогичен амплитудной модуляции (АМ) в радио, где аудиосигнал передается путем изменения силы волны. В случае с цианобактериями, циркадные часы регулируют силу импульсов, которые сопровождают деление клеток, предоставляя клеткам информацию о времени.
Исследовательская группа, возглавляемая профессором Джеймсом Локком и доктором Бруно Мартинсом, выяснила, что этот процесс решает давнюю загадку клеточной биологии: как клетки синхронизируют два процесса, работающих на разных частотах — клеточный цикл и циркадный ритм. Для изучения этого механизма ученые использовали покадровую микроскопию и математическое моделирование, которые показали, что сигналы, связанные с клеточным делением, могут быть синхронизированы с 24-часовыми циркадными часами через модуляцию амплитуды.
«Циркадные часы регулируют силу этих импульсов, что позволяет клеткам кодировать информацию о клеточном цикле и циркадных ритмах одновременно», — объяснил доктор Чао Йе, ведущий автор исследования.
Это открытие имеет важное значение для биологии и может помочь в разработке более устойчивых сельскохозяйственных культур и улучшении понимания биологических часов у людей и животных. По словам профессора Локка, изучение цианобактерий, обладающих простыми циркадными часами, позволяет лучше понять более сложные механизмы биоритмов в других организмах.
