Учені: перший біологічний годинник було заведено 2,5 мільярда років тому

Сьогодні біологічний годинник організмів регулюють певні гени.

Учені з Кембриджського університету виявили, можливо, найбільш древній біологічний годинник. Такий висновок випливає з роботи, опублікованої в журналі Nature.

При переробці кисню, що потрапляє в організм при диханні, утворюються шкідливі речовини. Для їх нейтралізації організм виробляє специфічні ферменти - пероксиредоксини. Група біохіміків, очолювана Акхилешом Редді, в 2011 році виявила, що періоди вироблення цих ферментів циклічні. Процес повторюється кожні 24 години.

Учені знайшли аналогічні ферменти в мишей, мух, рослин, грибів і бактерій. І у всіх видів цикл активності ферменту дорівнював одній добі. Це відкриття дало змогу припустити, що пероксиредоксини з'явилися ще в древніх найпростіших організмів. Сталося це два з половиною мільярди років тому, коли в атмосфері Землі почав накопичуватися кисень.

У ті далекі часи концентрація кисню в атмосфері підвищувалася у світлий час доби, коли активно працював фотосинтез. Одночасно в клітинах бактерій зростала кількість токсинів і вироблялося більше ферментів, необхідних для їх нейтралізації. Згодом бактерії навчилися активувати ці захисні процеси заздалегідь, не чекаючи зростання концентрації кисню. Ферменти з'являлися зі сходом сонця, а вночі "заспокоювалися". Так було запущено перший в історії нашої планети біологічний годинник, роблять висновок учені.

Зазначимо, що завдяки біологічному годиннику все живе на планеті може орієнтуватися в часі. За ним рослини закривають на ніч пелюстки, бджоли повертаються у вулик, птахи й метелики роблять багатокілометрові перельоти. Цикл біологічного годинника становить 24 години й може зберігатися навіть за відсутності видимих ознак зміни дня й ночі. Всім мандрівникам, що зробили довгий переліт в інший часовий пояс, відомо, як важко адаптуватися до місцевого часу.

Сьогодні біологічні годинники організмів регулюють певні гени. При цьому в різних видів тварин і рослин ці гени й принципи їх роботи розрізняються. Це свідчить про те, що "спільного предка" у біологічних годинників різних організмів немає.

"Малоймовірно, щоб навіть на перших щаблях еволюції один фермент міг слугувати будильником для всього організму. Швидше за все, існували й інші, поки невідомі аналоги. Зважаючи на все, ми винаходили колесо неодноразово", - говорить Акхілеш.

Однак відкриття вчених з Великої Британії дає певне уявлення про те, як природа винайшла перші циркадні ритми. Можливо, біологічний годинник на основі ферментів став відправною точкою для розвитку більш складних способів визначення часу.

У найближчому майбутньому фахівці Кембриджу планують навчитися управляти так званими "ферментними годинниками" і перевірити, чи здатні вони впливати на роботу біологічних годин сучасних організмів.

Нагадаємо, недавно вчені іспанського Національного онкологічного дослідницького інституту встановили, що генна терапія теломеразою здатна продовжувати життя дорослих мишей.