«Невозможно объяснить огромные различия в возрасте зрелости и других этапах развития, просто глядя на различия в этом ежедневном ритме», – сказал д-р. Тимоти Бромаж, профессор биоматериалов, фундаментальных наук и черепно-лицевой биологии стоматологического колледжа Нью-Йоркского университета. "Это говорит о том, что работает еще один биологический временной механизм."
С помощью метаболомного анализа плазмы крови д-р. Бромедж и его команда впервые связали эти вариации с другим биологическим механизмом синхронизации, работающим в многодневных (многодневных) ритмах роста и деградации.
Результаты были опубликованы сегодня в онлайн-журнале PLOS ONE.
Это исследование основано на более ранних исследованиях д-ра. Bromage, который наблюдал многодневные биологические ритмы в линиях постепенного роста в зубной эмали и костной ткани скелета, впервые опубликован в февральском выпуске Calcified Tissue International за 2009 год.
«Эти ритмы, берущие начало в гипоталамусе, области мозга, которая функционирует как главный центр управления вегетативной нервной системой, влияют на кости, размер тела и многие метаболические процессы, включая частоту сердечных сокращений и дыхания», – сказал доктор. Бромаж предположил. "Ритмы влияют на общий темп жизни организма и продолжительность его жизни, поэтому крыса, у которой зубы и кости вырастают за доли времени, чем у человека, на самом деле также живет быстрее и умирает в гораздо более молодом возрасте."
В своем текущем исследовании д-р. Бромедж и его команда дополнительно охарактеризовали эти ритмы с помощью анализа метаболома и генома плазмы крови среднего млекопитающего, домашней свиньи. Исследование "Хроники метаболизма плазмы свиней" Многие дни "Биологическое время и функции, связанные с ростом" – это первое в истории использование метаболомики для решения вопроса эволюционной биологии.
Исследователи обнаружили, что метаболиты плазмы крови и РНК, полученные от 33 домашних свиней за двухнедельный период, колеблются в пятидневном ритме. Используя микроскопический анализ, исследователи также наблюдали соответствующий пятидневный ритм в зубной эмали свиней.
Дальнейшее исследование выявило два пятидневных ритма в тандеме – один контролирует рост ткани, а второй начинается через три дня для разложения связанных с ростом молекулярных соединений до их основных биологических объектов для использования в следующем раунде роста.
«Эти результаты позволяют по-новому взглянуть на биологические процессы, регулирующие рост и размер тела, а также продолжительность беременности, отлучение от груди, возраст наступления зрелости и другие этапы развития», – сказал доктор. Бромаж. "Мы считаем, что это ключевой компонент того, что регулирует эволюцию жизненного цикла видов."
На следующем этапе исследования д-р. Бромаж будет использовать метаболическое профилирование, чтобы выявить тонкости четырехдневного ритма роста, который он наблюдал в зубах макаки-резус. На заключительном этапе исследования будут изучены люди, которые, как ожидается, будут отслеживать восьми-девятидневные ритмы, отражающие больший размер тела и большую среднюю продолжительность жизни, чем у макак.
Доктор. В число соисследователей Бромейджа входили: доктор.
Юсеф Идагдур из Департамента биологии Нью-Йоркского университета Абу-Даби; Доктор. Родриго С. Лакрус с кафедры фундаментальных наук и черепно-лицевой биологии стоматологического колледжа Нью-Йоркского университета; Доктор.
Томас Д. Креншоу с факультета зоотехники Университета Висконсина в Мэдисоне; Доктор. Александра Овсий, кафедра биоматериалов стоматологического колледжа Нью-Йоркского университета; Доктор.
Бьорн Роттер и доктор. Клаус Хоффмайер, оба из GenXPro GmbH во Франкфурте, Германия; и доктор.
Фридеман Шренк, руководитель отдела палеоантропологии Исследовательского института Зенкенберга и профессор палеобиологии Института экологии, эволюции и разнообразия Университета Гете, оба во Франкфурте.