У бактерий впервые обнаружены циркадные ритмы

Недавнее исследование показало, что бактерии имеют циркадные ритмы, позволяющие им синхронизировать свою активность с суточным циклом нашей планеты.

2466 0 0

отправить по e-mail

У бактерий впервые обнаружены циркадные ритмы

Это открытие не только отвечает на вопрос о том, как бактерии синхронизируются со временем суток, но и поможет ученым лучше определять благоприятное время для ввода медицинских веществ в организм пациентов. Также новые данные о циркадных ритмах бактерий могут сыграть важную роль в сферах биотехнологий и сельского хозяйства.

О 24-часовом цикле бактерий до сих пор было известно крайне мало. Ранее исследования показали, что циркадными ритмами обладают фотосинтетические бактерии, которым для выработки энергии необходим свет. Однако наличие биологических часов у других типов бактерий долгое время оставалось загадкой.

Недавно международная команда ученых впервые обнаружила наличие циркадных ритмов у нефотосинтетических бактерий. Ими оказались Bacillus subtilis, называемые также сенными палочками. Для выявления существования биологических часов ученым применили технологию люциферазного наблюдения, которая заключается в добавлении в структуру бактерии люминесцирующего фермента, что позволяет отследить время активности генов внутри микроорганизма.

Ученые сфокусировались на двух генах: ytvA, который кодирует фоторецепторы синего света и ферменте KinC, который включен в процесс формирования биопленок и спор внутри бактерии. Ученые рассматривали активность этих генов в двух режимах: при полной темноте и при суточном режиме (12 часов света, сменяемые 12 часами темноты). Было установлено, что последовательность активности гена ytvA подстраивается под цикл света и темноты. Наибольшая активность гена пришлась на темное время суток. Ученые заметили, что паттерн активности гена развивался в течение нескольких дней и менялся при смене условий. Эти свойства напрямую указывают на наличие у сенных палочек циркадных ритмов.

Также исследователи провели эксперимент с влиянием температуры на ритмическую синхронизацию генов. Ученые различными способами изменяли температурное воздействие на гены — например, меняли температуру так, как если бы дневная часть суточного цикла увеличилась. В ответ на подобные изменения гены ytvA и KinC не просто активизировались или деактивизировались, но увеличивали или уменьшали свою активность, подстраиваясь под актуальные условия.

фото: Professor Ákos Kovács, Technical University of Denmark

Наш журнал ММ Поддержать ММ

Наука

Антон Тальский

Машины и Механизмы