Белок, названный QUASIMODO, сообщает внутренним биологическим часам о текущем времени суток.

Известно, что у всякого живого организма есть встроенные биологические часы, которые согласуют его биохимию, физиологию и поведение со временем суток. Интуитивно понятно, что эти часы должны как-то синхронизироваться с продолжительностью светового дня, то есть опираться на информацию, воспринимаемую зрительными рецепторами.

Учёным из Колледжа королевы Марии Лондонского университета удалось найти белок, который сообщает нашим внутренним часам, день сейчас на улице или глубокая ночь.

Рис. 1. Белки криптохром, QUASIMODO и TIMELESS регулируют суточный ритм у дрозофилы. (Рисунок авторов исследования).

Профессор Ральф Станевски и его группа потратили не один год на изучение системы регуляции суточного ритма; модельным объектом для исследователей служила плодовая мушка дрозофила. Ранее учёные обнаружили особый фоторецепторный белок криптохром, который работает только с нейронами, принадлежащими к системе биологических часов.

Анализируя функционирование криптохромового рецептора, авторы пришли к выводу, что должен быть ещё один механизм, с помощью которого наши внутренние часы сверяются с реальным временем. Исследования в этом направлении привели к обнаружению белка, названного QUASIMODO (QSM).

Выяснилось, что синтез этого белка значительно усиливается в ответ на свет. QUASIMODO оказался связан отрицательной обратной связью с другим белком циркадной системы — TIMELESS (TIM): увеличение содержания первого снижало концентрацию второго.

Из отчёта, опубликованного в журнале Current Biology, следует, что колебания белка TIMELESS отражают время суток; именно этот белок сообщает дрозофилам, что пора спать или, наоборот, «вести активный образ жизни». Но переключателем для самого TIMELESS служит QUASIMODO, реагирующий на свет и, таким образом, являющийся «эталоном времени»: именно с его помощью мозг насекомых отличает день от ночи.

Если обычные плодовые мушки при постоянном освещении впадали в «суточную аритмию», их активность поддерживал QUASIMODO; дрозофилы же с выключенным геном QSM демонстрировали цикличность в синтезе белка TIMELESS и соответствующее поведение. По словам исследователей, такая двойная система регуляции суточного ритма с участием криптохрома и QUASIMODO может иметь место не только у насекомых, но и у человека. Если это так, то именно QUASIMODO помогает нам перестроиться под новый суточный ритм в путешествиях между часовыми поясами.

Результаты работы опубликованы в статье:

Ko Fan Chen, Nicolai Peschel, Radka Zavodska, Hana Sehadova, Ralf Stanewsky QUASIMODO, a Novel GPI-Anchored Zona Pellucida Protein Involved in Light Input to the Drosophila Circadian Clock. – Current Biology. – Volume 21. – Issue 9. – P. 719–729. – 28 April 2011; DOI:10.1016/j.cub.2011.03.049.