Инновационная методика исследователей Корнельского университета показала, что белок семенной жидкости, передаваемый от самца к самке плодовой мухи во время спаривания, изменяет экспрессию генов, связанных с циркадными часами мухи.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, могут помочь объяснить, как этот белок, называемый секс-пептидом, изменяет поведение самки.

Было показано, что после спаривания половой пептид вызывает повышенную яйцекладку, агрессию, активность и кормление, одновременно снижая сон и интерес к спариванию у ранее не спаривавшихся самок.

"Мухи любят есть в определенное время суток", - говорит Мариана Вольфнер, профессор молекулярной биологии и генетики и один из старших авторов работы. Они спят в определенное время, и механизм циркадных часов контролирует, когда мухи могут делать эти вещи".

"Мы видим, - сказала она, - что эти же самые модели поведения - такие как сон и еда - изменяются после спаривания под действием полового пептида. Один из способов, которым он может это делать, - это, по сути, сдвиг всех часов мухи".

Удивительные результаты стали возможны благодаря изучению транскриптомов - секвенированию РНК, которое показывает экспрессию генов, или какие гены включаются и выключаются - во многих различных временных точках, предоставляя данные высокого разрешения, которые освещают порядок, в котором происходят изменения.

В первые четыре часа после спаривания исследователи обнаружили изменения в экспрессии генов, участвующих в метаболизме и циркадных часах самки мухи. Неизвестно, что вызвало эти начальные изменения, но феромоны или белки семенной жидкости, кроме полового пептида, являются возможными кандидатами. Первоначальный эффект был краткосрочным; он не длился без полового пептида и, казалось, только подстегивал систему.

На втором этапе, через четыре часа после спаривания, исследователи обнаружили, что половой пептид вызывает изменения в генах, регулирующих циркадные ритмы, и генах, которые регулируются циркадными часовыми механизмами.

Исследование открывает возможности для дальнейшей работы по изучению таких вопросов, как: как долго длится эффект и встречаются ли эти эффекты у других организмов, учитывая, что гены циркадных часов очень консервативны во многих формах жизни.