Les horloges biologiques, ou rythmes circadiens, sont des mécanismes de synchronisation interne très répandus
Ces rythmes moléculaires qui existent à l'intérieurles cellules utilisent des signaux externes tels que la lumière du jour et la température pour synchroniser l'horloge biologique avec l'environnement. C'est pourquoi les humains subissent des changements dramatiques dans leur bien-être et leur perception lorsqu'ils sont en décalage horaire - nos horloges internes sont temporairement désynchronisées avant de s'aligner sur le nouveau cycle de lumière et d'obscurité de notre destination.
Un nombre croissant de recherches dans les deux derniersdes décennies ont démontré l'importance des horloges moléculaires pour les processus de base tels que le sommeil et la cognition chez l'homme, et pour la régulation de l'eau et la photosynthèse chez les plantes.
Bien que les bactéries représentent 12% de la biomasse de la planète etimportant pour la santé, l'écologie et la biotechnologie industrielle, on en sait peu sur leur horloge biologique de 24 heures. Des recherches antérieures ont montré que les bactéries photosynthétiques, qui ont besoin de lumière pour produire de l'énergie, ont une horloge biologique. Mais les bactéries non photosynthétiques libres à cet égard sont restées un mystère.
Dans cette étude internationale, des scientifiquestrouvé des rythmes circadiens libres chez les bactéries du sol non photosynthétiques Bacillus subtilis. L'équipe a utilisé une technique appelée rapport sur la luciférase, qui consiste à ajouter une enzyme qui produit la bioluminescence, permettant aux chercheurs de visualiser à quel point un gène particulier est actif dans le corps.
« Bacillus subtilis est utilisé dans une variété d’applications, des détergents à lessive à la protection des plantes, en plus de l’utilisation récente de probiotiques humains et animaux, de sorte que le développement d’une horloge biologique pour cette bactérie seradans divers domaines biotechnologiques.
ProfesseurAkos Kovács, Université technique du Danemark
Ils se sont concentrés sur deux gènes: ytvA, qui code pour un photorécepteur de lumière bleue, et une enzyme appelée KinC, qui est impliquée dans l'induction de biofilm et la formation de spores chez les bactéries.
Ils ont observé les niveaux de gènes dans l'obscurité constantepar rapport à des cycles de 12 heures de lumière et 12 heures d'obscurité. Ils ont constaté que la structure des niveaux de ytvA était ajustée au cycle de la lumière et de l'obscurité, les niveaux augmentant dans l'obscurité et diminuant dans la lumière. Le cycle était encore observé dans l'obscurité constante.
« Pour la première fois, nous avons découvert que des bactéries non photosynthétiques peuvent déterminer le temps.son travail moléculaire à l’heure de la journée, en lisant les cycles à la lumière ou dans un environnement de température.
Prof. Martha Murrow de l’Université Ludwig Maximilian de Munich
Les chercheurs ont remarqué que pour l'apparenceil a fallu quelques jours pour un modèle stable et que le modèle puisse être inversé si les conditions étaient inversées. Ces deux observations sont des caractéristiques communes des rythmes circadiens et de leur capacité à «obéir» aux signaux environnementaux.
Ils ont effectué des expériences similaires en utilisantles changements de température quotidiens; par exemple, en augmentant la longueur ou la force du cycle diurne, et a constaté que les rythmes ytvA et kinC étaient régulés conformément aux rythmes circadiens, et pas seulement allumés et éteints en réponse à la température.
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