🔡Цианобактерии умеют определять длину светового дня

💛Фотопериодизм - это реакция на суточный режим освещённости. Он описан у самых разных организмов - от животных и растений до одноклеточных грибов. У разных организмов фотопериодизм регулируется и проявляется немного по-разному, но суть одинакова - он позволяет различать длину дня и ночи, чтобы предчувствовать сезонные изменения в окружающей среде и в зависимости от этого регулировать свои процессы жизнедеятельности

❤️Обнаружить фотопериодизм у бактерий ранее не удавалось, но теперь ситуация поменялась. Авторы недавней статьи смогли обнаружить фотопериодизм у цианобактерий. Это одноклеточная водоросль с жизненным циклом длиной от 1.5 до 5-6 часов, благодаря чему её часто используют в промышленности

💜Схема эксперимента, поставленного учёными, до удивления проста. Чашки Петри, в которых выращивались организмы, разделили на три группы, которые содержались в разных режимах освещённости
1) зимний - светлое время 8 часов, тёмное 16 часов
2) умеренный - светлое время 12 часов, тёмное 12 часов
3) летний - светлое время 16 часов, тёмное 8 часов
Температура во всех чашках была одинакова. Затем цианобактерии помещались в лёд и фиксировали число выживших

💛Спустя 2 часа процент выживших бактерий в чашках умеренного и летнего режимов оказался равен 25, а в чашках зимнего режима - в два раза больше, 50. Это говорит о том, что цианобактерии могут предсказывать похолодания, ориентируясь на длину светового дня

❤️Далее учёные поставили цель выяснить, как быстро развивается адаптация у цианобактерий. Для этого в лёд помещались бактерии с разным сроком культивации - от одного до пяти дней. Оказалось, что адаптация происходит уже на второй день и выживаемость с 25% поднимается до 50. На четвёртый день она достигает плато и равняется примерно 55%

💜Затем возник ещё один вопрос. Как бактерии, длина жизненного цикла которых не превышает шести часов, умеют различать продолжительность светового дня? По результатам исследования выяснилось, что у бактерий есть три пути адаптации к пониженным температурам:
1) синтез ненасыщенных ж/к для увеличения пластичности мембраны
2) активация определённых шаперонов, помогающих белкам сворачиваться правильно в новых условиях
3) запасание гликогена перед грядущими заморозками
Все данные изменения кодируются на уровне эпигенетики, а потому они могут наследоваться через поколения. За счёт этого бактерии способны адаптироваться к длине светового дня, который длиннее их собственной жизни

💛Данное исследование показывает, что способность определять длину светового дня появилась у организмов раньше, чем предполагалось до этого - ещё у бактерий. Кроме того, учёные предполагают, что данное открытие может помочь в борьбе с цветением водоёмов, которое происходит именно летом и наверняка связано с генами, которые экспрессируются в длинные световые дни

🔡Прочитать статью целиком с более подробным описанием исследования вы можете здесь:

https://elementy.ru/novosti_nauki/434276/Tsianobakterii_predchuvstvuyut_smenu_sezonov (на русском)

https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado8588 (оригинал)
#открытия

🔡Генетики выяснили, каким образом землеройка меняет размер мозга в зависимости от времени года

✨Новое исследование показало, что при помощи эпигенетики, обыкновенная землеройка способна изменять размеры мозга и туловища в течение года. Эта особенность позволяет животным уменьшать мозг зимой и восстанавливать его размеры весной, что абсолютно уникально для млекопитающих

🌟Такая адаптация носит название Феномен Дехнеля. Он помогает землеройке экономить энергию в условиях низких температур и недостатка питательных веществ, и при этом сохранять быстрый метаболизм. Благодаря этому зимой землеройка может оставаться активной

😳В своём исследовании учёные сосредоточились в основном на изучении гипоталамуса (отдела мозга, отвечающего за энергетический баланс). Они измеряли изменение экспрессии различных генов у землероек в разное время года и сравнивали полученные данные с разными видами млекопитающих

✨По сравнению с другими млекопитающими, у землероек наблюдалась более активная экспрессия генов, ответственных за поддержание гематоэнцефалического барьера (он регулирует, какие химические вещества поступают в мозг) и кальциевой сигнализации (она передаёт сигналы по всему мозгу). Это позволяет сделать вывод о том, что благодаря изменению экспрессии данных генов, гипоталамус может эффективно управлять энергией и поддерживать метаболизм на нужном уровне даже зимой

🌟Некоторые гены, идентифицированные у землеройки, могут в будущем стать важным фактором лечения определённых серьёзных болезней человека. Будем следить за новостями и, если в данной области откроется что-то новое, обязательно напишем об этом пост!

🔡Прочитать статью целиком с более подробным описанием исследования вы можете здесь:

https://naukatv.ru/news/sdvigi_v_ekspressii_genov_pomogayut_obyasnit_kak_zemlerojka_menyaet_razmer_mozga_v_zavisimosti_ot_vremeni_goda (на русском)

https://news.stonybrook.edu/university/sbu-study-uncovers-how-common-shrew-changes-its-body-size-and-brain/ (оригинал)
#открытия

🔡Уникальный белок тихоходки защищает ДНК благодаря внутренней неупорядоченности

✨Тихоходки являются одними из самых устойчивых к неблагоприятным условиям среды организмами. При плохих условиях тихоходки втягивают свои короткие ножки и приобретают форму бочонка, при этом почти полностью теряют воду и останавливают метаболические процессы. В таком состоянии им не страшно почти ничего, они переживают высокие температуры, низкие температуры, высокое давление, ионизирующее излучения и многие другие истязания учёных. Такое состояние тихоходок называется «ангидробиоз». Однако тихоходки способны лишь временно перейти в такое состояние и переждать непростые времена. Для того, чтобы продолжить нормально существовать, животному необходимо попасть в благоприятные условия

🌟Конечно, в основе столь потрясающей живучести тихоходок лежат адаптации на молекулярном уровне, которые отличаются у разных видов типа. Специфические белки тихоходок относятся к внутренне неупорядоченным. Большинство белков в своём обычном состоянии имеют упорядоченную конформацию. У неупорядоченных же белков всё иначе, они не имеют строго определённой конформации и существуют в виде «ансамбля» из множества структур, что, однако, не мешает им выполнять многое функции в разных организмах

😳Авторы новой статьи (между прочим, учёные из МФТИ (Москва), ОИЯИ (Дубна) и ИБП РАН (Пущино)) заинтересовались структурой белка Dusp, который является одним из специфических белков тихоходок. Благодаря сильным электростатическим свойствам, данный белок имеет возможность связываться с ДНК и РНК

✨Для начала учёные проанализировали аминокислотную последовательность Dusp, рассмотрели распределение по ней зарядов, гидрофобности, а также отдельных аминокислот. Несколько использованных алгоритмов сошлись на том, что белок действительно является неупорядоченным. Такие выводы успешно подтвердились экспериментальным путём

🌟Поскольку Dusp связывается с НК, авторы решили отдельно исследовать структуру комплекса белок-НК. Выяснилось, что ДНК и белок в комплексе связываются не определёнными участками, а вступают в разные короткие и неспецифические взаимодействия

😳Точные клеточные функции данного белка пока не установлены, но теперь точно известно, что Dusp неплотно контактирует с нуклеиновой кислотой и служит своеобразным щитом, героически защищающим её собой от воздействия негативных факторов. Помимо значения для фундаментальной биологии, данный белок имеет перспективы в практическом использовании. С помощью белка Dusp учёные уже смогли придать устойчивость к радиации культивируемым клеткам табака, плодовой мушки и даже человека. В будущем данный белок может активно использоваться в биотехнологии, космической биологии, медицине и других областях науки

🔡Прочитать статью целиком с более подробным описанием исследования вы можете здесь:

https://elementy.ru/novosti_nauki/434281/Unikalnyy_belok_tikhokhodki_zashchishchaet_DNK_blagodarya_vnutrenney_neuporyadochennosti (на русском)

https://www.nature.com/articles/s41598-024-74335-2 (оригинал)

После небольшого перерыва рубрика "мифология" возвращается с новым постом 👏

Сегодняшняя тема - как дышат русалки?🧜‍♂️ Как может существо, строением напоминающее человека и не обладающее кожным дыханием, дышать и под водой, и на воздухе? Как дыхательная система может повлиять на их образ жизни?

🔡Пятна бархатного муравья оказались чернее самой черноты

✨Для начала стоит сказать, что бархатные муравьи - это, на самом деле, не муравьи, а осы. Некоторые из них бескрылы и названы муравьями отчасти из-за своего пушистого внешнего вида. Один из видов бархатных «муравьёв» отличается необычной окраской - чёрными и белыми отметинами, контраст между которыми ослепляет глаза. Из-за данного эффекта муравьёв очень легко потерять из виду

🌟Не так давно учёные выяснили, что пятна на муравьях не просто чёрные, а цвета чернее чёрного

«Мы никогда не видели подобного цвета у стрекоз, пчел или жуков, которых анализировали» - Райнер Гильермо-Феррейра, биологический факультет UFTM

Обычно чёрный цвет в природе достигается за счёт меланина. Он может быть глубоко чёрным и блестеть наподобие крыльев вороны. Но существует ещё и ультрачёрный цвет, которые редко встречается в природе и образуется благодаря поглощению света микроструктурами

😳Команда учёных поставила задачу исследовать механизмы формирования цвета у насекомых и пришла к выводу, что бархатный муравей в этом плане уникален. В его экзоскелете имеются тонкие, сложенные друг на друга пластинки, похожие на страницы книги. Среди этих пластинок свет оказывается по сути запертым. По словам учёных, такой механизм у других организмов не встречается

✨В дополнение к видимому свету, ультрачёрные пятна бархатных муравьёв поглощают ещё и ультрафиолет. Это может быть очень полезным механизмом для защиты от хищников, способных видеть длины волн, невидимых для человека. Однако неясно, действительно ли такие пятна нужны муравьям для маскировки. Во-первых, такими отметинами могут похвастаться только самки данного вида, у самцов пятна отражают больше света. Во-вторых, из предыдущих исследований известно, что хищники и без того избегают бархатных муравьёв из-за их жёсткого экзоскелета, болезненных укусов и ужасающих визгов, которые они издают при опасности. Если в данной теме откроется что-то новое, обязательно напишем об этом пост

🔡Прочитать статью целиком с более подробным описанием исследования вы можете здесь:

https://naukatv.ru/news/udivitelnoe_otkrytie_pyatna_barkhatnogo_muravya_okazalis_chernee_chernogo (на русском)

https://www.beilstein-journals.org/bjnano/articles/15/122 (оригинал)
#открытия