Механизм температурной синхронизации циркадных ритмов у дрозофилы

Новое исследование выявило путь, который связывает периферические сенсорные ткани с "часами" в мозге для регуляции молекулярных процессов и поведения в ответ на циклические изменения температуры. Работа, опубликованная в журнале Neuron 29 октября, показывает фундаментальные различия между тем, как циклы свет-темнота и температурные циклы синхронизируют мозговые часы плодовой мушки Drosophila.

• Циркадные часы регулируют многие биологические процессы, чтобы они происходили в благоприятное для организма время. Хотя механизмы синхронизации световыми циклами изучены хорошо, о синхронизации температурой известно мало.

Ключевые открытия

• Изолированный мозг дрозофилы мог синхронизироваться с циклами свет-темнота, но не мог синхронизироваться с температурными циклами. Это указывает, что для температурной синхронизации нейронам мозговых часов требуется информация от периферических тканей.
• Ген nocte, мутации в котором ранее были связаны с нарушением температурной синхронизации, оказался критически важен. Его нарушение в периферических клетках также мешало синхронизации.
• Потеря функции nocte изменяла структуру и функцию основных сенсорных органов мушки — хордотональных органов, что драматически влияло на синхронизацию поведенческой активности с температурой.
• Другие мутанты, нарушавшие функцию хордотональных органов, также сбивали температурную синхронизацию. Это установило хордотональные органы в качестве ключевых температурных рецепторов для циркадных ритмов.

Значение работы

Исследование демонстрирует важные механистические различия между световой и температурной синхронизацией часов. Оно также показывает, как генетический скрининг (forward genetics) может выявлять новые факторы: по последовательности ДНК гена nocte никто не смог бы предсказать его роль или роль хордотональных органов в температурной синхронизации.

Источник: Cell Press