Гены, участвующие в работе внутренних часов растений и людей, оказались не только очень похожи, но даже взаимозаменяемы. Что же - мы произошли от растений? Ученые считают, что такое подобие является скорее примером конвергентной эволюции, чем передачи по наследству.
Внутренние ритмы и обеспечивающие их внутренние часы есть почти у всех живущих на земле организмов: у бактерий, растений, грибов, животных. Все они построены на примерно одинаковых принципах, но используют при этом разные компоненты - гены и белки. Стейси Хармер (Stacey Harmer) и его коллеги нашли интересное исключение: ген, который участвует в работе внутренних часов и одинаков у людей и растений.
Работая c обитателем лабораторий - растением Арабидопсис, ученые искали ген, который активен тогда и только тогда, когда наблюдается активность известного уже ранее основного "часового" гена TOC1. Их поиск увенчался успехом: ген, известный под кратким именем JMJD5, как раз так себя и вел, что навело ученых на мысль о том, что он тоже причастен к работе часов. Белок, который производится с JMJD5, может менять структуру белков-гистонов, на которые наматывается спираль ДНК, таким образом регулируя активность многих других генов (такое изменение называется эпигенетическим), что также говорило в пользу его участия в часовом механизме.
Когда ученые сделали генно-модифицированное растение с дефицитом JMJD5, они обнаружили что циркадные часы растения сильно спешат. У людей тоже есть похожий ген, нарушение работы которого приводит к ускоренному ходу наших внутренних часов. И ученые провели эксперимент: внедрили здоровую версию растительного гена в культуру человеческих клеток, у которых работа этого гена была нарушена. В результате у этих человеческих клеток часы стали идти как и положено. Повторив этот же трюк, но наоборот, им удалось починить идущие слишком быстро часы клеток растения.
Поскольку остальные гены - участники часового механизма отличаются у людей и растений, авторы открытия считают, что это пример конвергентной эволюции, когда один и тот же признак появляется независимо у двух разных групп организмов, просто потому, что он хорошо подходит для выполнения нужной задачи.