Американские генетики создали более точные «живые часы»

Группе исследователей из Гарвардского университета и Университета Кембриджа удалось повысить точность искусственных биологических часов — репрессилятора. Результаты исследования описаны в журнале Nature.

Ранее ученые отмечали высокую точность, с которой некоторые клетки могут следить за временем, и предпринимали попытки скопировать этот процесс. В 2000 году Майкл Еловиц и Станислав Лайблер разработали репрессилятор — периодически осциллирующую систему репрессорных белков. Они доказали, что подобную систему можно создать искусственно, в лаборатории.

Репрессилятор был создан из трех белков-репрессоров, каждый из которых блокировал транскрипцию одного из генов. Система устроена таким образом, что в результате выработки определенного количества одного белка блокируется наработка второго, но тем самым активируется наработка третьего. Далее цикл повторяется: выработка третьего приводит к блокировке первого и наработке второго. Четвертый ген кодировал флуоресцентный белок, что позволяло ученым наблюдать за циклами колебаний в микроскоп.

Система работала, однако ритм был неустойчивым. Регулярность колебаний системы — осцилляции — нарушалась случайными отклонениями. В последнем исследовании ученые предложили несколько шагов, которые позволят уменьшить нарушения ритма и значительно повысить точность.

Чтобы уменьшить шум, исследователи интегрировали белок-репортер (флуоресцентный) в репрессилятор, сконструировали белки-репрессоры так, чтобы они деградировали в целях уменьшения создающихся копий, и увеличили порог связывания между репрессорами и последовательностью ДНК. В результате удалось снизить отклонения периода колебаний с 35 до 14%, что ученые считают очень большой точностью.