Los relojes biológicos, o ritmos circadianos, son mecanismos de sincronización interna muy extendidos
Estos ritmos moleculares que existen dentrolas células utilizan señales externas como la luz del día y la temperatura para sincronizar el reloj biológico con el medio ambiente. Esta es la razón por la que los humanos experimentan cambios dramáticos en el bienestar y la percepción cuando el jet lag: nuestros relojes internos están temporalmente desincronizados antes de alinearse con el nuevo ciclo de luz y oscuridad en nuestro destino.
Un creciente cuerpo de investigación en los dos últimosdécadas han demostrado la importancia de los relojes moleculares para procesos básicos como el sueño y la cognición en humanos, y para la regulación del agua y la fotosíntesis en plantas.
Aunque las bacterias constituyen el 12% de la biomasa del planeta yimportante para la salud, la ecología y la biotecnología industrial, se sabe poco sobre su reloj biológico de 24 horas. Investigaciones anteriores han demostrado que las bacterias fotosintéticas, que requieren luz para generar energía, tienen un reloj biológico. Pero las bacterias no fotosintéticas de vida libre a este respecto seguían siendo un misterio.
En este estudio internacional, los científicosencontraron ritmos circadianos libres en bacterias del suelo no fotosintéticas Bacillus subtilis. El equipo utilizó una técnica llamada informe de luciferasa, que implica agregar una enzima que produce bioluminiscencia, lo que permite a los investigadores visualizar qué tan activo es un gen en particular dentro del cuerpo.
"Bacillus subtilis se utiliza en una variedad de aplicaciones, desde detergentes para ropa hasta protección vegetal, además del uso reciente de probióticos humanos y animales, por lo que el desarrollo de un reloj biológico para esta bacteria seráculminación en diversos campos biotecnológicos".
ProfesorAkos Kovács, Universidad Técnica de Dinamarca
Se centraron en dos genes: ytvA, que codifica un fotorreceptor de luz azul, y una enzima llamada KinC, que participa en la inducción de la formación de biopelículas y esporas en bacterias.
Observaron los niveles de genes en constante oscuridad.en comparación con ciclos de 12 horas de luz y 12 horas de oscuridad. Descubrieron que la estructura de los niveles de ytvA se ajustaba al ciclo de luz y oscuridad, con niveles que aumentaban en la oscuridad y disminuían en la luz. El ciclo todavía se observaba en constante oscuridad.
"Por primera vez, descubrimos que las bacterias no fotosintéticas pueden determinar el tiempo.su trabajo molecular a la hora del día, leyendo los ciclos en la luz o en un ambiente de temperatura".
Prof. Martha Murrow de la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich
Los investigadores notaron que por la aparienciase necesitaron varios días para lograr un patrón estable y que el patrón podría revertirse si se invirtieran las condiciones. Estas dos observaciones son características comunes de los ritmos circadianos y su capacidad para "obedecer" las señales ambientales.
Realizaron experimentos similares usandocambios diarios de temperatura; por ejemplo, al aumentar la duración o la fuerza del ciclo diurno, y descubrió que los ritmos ytvA y kinC estaban regulados de acuerdo con los ritmos circadianos, y no solo se activaban y desactivaban en respuesta a la temperatura.
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