Τα βιολογικά ρολόγια ή οι κιρκάδιοι ρυθμοί είναι μηχανισμοί εσωτερικού συγχρονισμού που είναι ευρέως διαδεδομένοι
Αυτοί οι μοριακοί ρυθμοί που υπάρχουν μέσαΤα κελιά χρησιμοποιούν εξωτερικά σήματα, όπως φως της ημέρας και θερμοκρασία για να συγχρονίσουν το βιολογικό ρολόι με το περιβάλλον. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι άνθρωποι βιώνουν δραματικές αλλαγές στην ευημερία και την αντίληψη όταν υστερεί το τζετ - τα εσωτερικά μας ρολόγια είναι προσωρινά εκτός συγχρονισμού πριν εναρμονιστούν με τον νέο κύκλο φωτός και σκοταδιού στον προορισμό μας.
Ένα αυξανόμενο σώμα έρευνας στις δύο τελευταίεςδεκαετίες έχουν δείξει τη σημασία των μοριακών ρολογιών για βασικές διαδικασίες όπως ο ύπνος και η γνώση στον άνθρωπο, και για τη ρύθμιση του νερού και της φωτοσύνθεσης στα φυτά.
Αν και τα βακτήρια αποτελούν το 12% της βιομάζας του πλανήτη καισημαντικό για την υγεία, την οικολογία και τη βιομηχανική βιοτεχνολογία, λίγα είναι γνωστά για το 24ωρο βιολογικό τους ρολόι. Προηγούμενη έρευνα έχει δείξει ότι τα φωτοσυνθετικά βακτήρια, τα οποία απαιτούν φως για την παραγωγή ενέργειας, έχουν βιολογικό ρολόι. Όμως, τα ελεύθερα ζωντανά φωτοσυνθετικά βακτήρια από αυτή την άποψη παρέμειναν ένα μυστήριο.
Σε αυτή τη διεθνή μελέτη, οι επιστήμονεςβρήκαν ελεύθερους κιρκαδικούς ρυθμούς σε μη φωτοσυνθετικά βακτήρια εδάφους Bacillus subtilis. Η ομάδα χρησιμοποίησε μια τεχνική που ονομάζεται αναφορά λουσιφεράσης, η οποία περιλαμβάνει την προσθήκη ενός ενζύμου που παράγει βιοφωταύγεια, επιτρέποντας στους ερευνητές να απεικονίσουν πόσο ενεργό είναι ένα συγκεκριμένο γονίδιο μέσα στο σώμα.
«Το Bacillus subtilis χρησιμοποιείται σε διάφοραπεδία από την παραγωγή απορρυπαντικών πλυντηρίων ρούχων έως την φυτοπροστασία, εκτός από την πρόσφατη χρήση προβιοτικών ανθρώπων και ζώων, η ανάπτυξη ενός βιολογικού ρολογιού για αυτό το βακτήριο θα ήταν ένα αποκορύφωμα. σε διάφορους βιοτεχνολογικούς τομείς».
Καθηγητής Akos Kovacs, Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Δανίας
Επικεντρώθηκαν σε δύο γονίδια: το ytvA, το οποίο κωδικοποιεί έναν φωτοϋποδοχέα μπλε φωτός, και ένα ένζυμο που ονομάζεται KinC, το οποίο εμπλέκεται στην πρόκληση σχηματισμού βιοφίλμ και σπορίων στα βακτήρια.
Παρακολούθησαν τα επίπεδα γονιδίων σε συνεχές σκοτάδισε σύγκριση με κύκλους 12 ωρών φωτός και 12 ωρών σκοταδιού. Διαπίστωσαν ότι η δομή των επιπέδων ytvA προσαρμόστηκε στον κύκλο φωτός και σκοταδιού, με τα επίπεδα να αυξάνονται στο σκοτάδι και να μειώνονται στο φως. Ο κύκλος παρατηρήθηκε ακόμα σε συνεχές σκοτάδι.
«Το ανακαλύψαμε για πρώτη φοράΤα μη φωτοσυνθετικά βακτήρια μπορούν να πουν τον χρόνο. Προσαρμόζουν τη μοριακή τους εργασία στην ώρα της ημέρας, διαβάζοντας κύκλους σε περιβάλλοντα φωτός ή θερμοκρασίας».
Η καθηγήτρια Martha Merrow από το Πανεπιστήμιο Ludwig Maximilian του Μονάχου
Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι για την εμφάνισηχρειάστηκαν αρκετές ημέρες για ένα σταθερό μοτίβο και ότι το μοτίβο θα μπορούσε να αντιστραφεί αν οι συνθήκες αντιστραφούν. Αυτές οι δύο παρατηρήσεις είναι κοινά χαρακτηριστικά των κιρκαδικών ρυθμών και της ικανότητάς τους να «υπακούουν» σε περιβαλλοντικά στοιχεία.
Πραγματοποίησαν παρόμοια πειράματα χρησιμοποιώνταςκαθημερινές αλλαγές θερμοκρασίας Για παράδειγμα, αυξάνοντας το μήκος ή τη δύναμη του ημερήσιου κύκλου, και διαπίστωσα ότι οι ρυθμοί ytvA και kinC ρυθμίστηκαν σύμφωνα με τους κιρκαδικούς ρυθμούς και όχι απλώς ενεργοποιημένοι και απενεργοποιημένοι σε απόκριση της θερμοκρασίας.
Διαβάστε περισσότερα:
Το Υπουργείο Υγείας της Αργεντινής αποκάλυψε στοιχεία σχετικά με τις παρενέργειες σε εκείνους που έλαβαν Sputnik V.
Ο πλατύτυπος αποδείχθηκε γενετικό μείγμα θηλαστικών, πτηνών και ερπετών.
Η σκόνη άνθρακα μετατράπηκε σε γραφίτη χρησιμοποιώντας φούρνο μικροκυμάτων.
Άμβλωση και επιστήμη: τι θα συμβεί στα παιδιά που θα γεννήσουν.