Обнаружены биологические часы, которые управляют развитием организма

Открытие новой системы биологических часов учёными Cold Spring Harbor Laboratory

В престижном рецензируемом журнале Proceedings of the National Academy of Sciences опубликована работа, в которой исследователи из Cold Spring Harbor Laboratory раскрыли фундаментальные механизмы регуляции развития многоклеточных организмов. Объектом исследования послужил нематодный червь Caenorhabditis elegans — модельная система, широко применяемая в генетических исследованиях благодаря своей простоте и прозрачности.

В ходе эксперимента учёные идентифицировали ключевые компоненты регуляторной системы — белки MYRF-1 и LIN-42, которые образуют сложную обратную связь. Эта система функционирует как центральный таймер, контролирующий последовательность генетических импульсов, стимулирующих различные стадии развития. Таким образом, обеспечивается точное включение генов в определённые временные окна, что является критически важным для нормального онтогенеза.

Ранее оставался нерешённым вопрос о том, как клетки многоклеточных организмов координируют изменения своей идентичности без нарушения общих процессов роста. Новая система представляет собой уникальную форму биологических часов, отличающуюся от классических механизмов обратимой регуляции. В отличие от последних, генетические импульсы в данной системе возникают однократно и в строго определённом порядке, что обеспечивает необратимость процессов развития и линьки.

Методологическая основа исследования включала комплексные генетические подходы, молекулярные эксперименты, секвенирование ДНК и белков, а также передовые технологии искусственного интеллекта, такие как AlphaFold. Эти методы позволили детально изучить механизмы взаимодействия белков MYRF-1 и LIN-42. Результаты показали, что белок MYRF-1 инициирует каскад реакций, приводящих к активации LIN-42, который, в свою очередь, регулирует продолжительность и амплитуду генетических сигналов, определяя скорость и характер развития организма.

Блокирование активности MYRF-1 привело к значительным нарушениям в развитии червей, что свидетельствует о ключевой роли этого белка в поддержании нормального онтогенеза. Дальнейшие исследования необходимы для выяснения механизмов синхронизации работы клеточных «часов» во всех клетках организма и понимания их взаимодействия.

Данное открытие вносит значительный вклад в понимание фундаментальных принципов регуляции развития и открывает новые перспективы для изучения биологических часов в контексте эволюционной биологии и медицины, пишет progorodsamara.ru.