שעונים ביולוגיים או מקצבים צירקדיים הם מנגנוני סנכרון פנימיים הנפוצים
המקצבים המולקולריים האלה שקיימים בפניםתאים משתמשים באותות חיצוניים כמו אור יום וטמפרטורה כדי לסנכרן את השעון הביולוגי עם הסביבה. זו הסיבה שבני אדם חווים שינויים דרמטיים ברווחה ובתפיסה כאשר הם בפיגור סילוני - השעונים הפנימיים שלנו זמנית אינם תואמים לפני שהם מיישרים קו עם המעגל החדש של האור והחושך שביעדנו.
גוף הולך וגדל של המחקר בשני האחרוניםעשרות שנים הוכיחו את חשיבותם של שעונים מולקולריים לתהליכים בסיסיים כגון שינה וקוגניציה בבני אדם, ולוויסות המים והפוטוסינתזה בצמחים.
למרות שחיידקים מהווים 12% מהביומסה של כדור הארץ וחשוב לבריאות, אקולוגיה וביוטכנולוגיה תעשייתית, מעט ידוע על השעון הביולוגי שלהם 24 שעות ביממה. מחקרים קודמים הראו כי לחיידקים פוטוסינתטיים, הדורשים אור כדי לייצר אנרגיה, יש שעון ביולוגי. אבל חיידקים שאינם חיים חופשיים פוטוסינתטיים מבחינה זו נותרו בגדר תעלומה.
במחקר בינלאומי זה, מדעניםמצא מקצבים חופשיים חופשיים בחיידקי אדמה לא פוטוסינתטיים Bacillus subtilis. הצוות השתמש בטכניקה הנקראת דיווח על לוציפראז, הכוללת הוספת אנזים המייצר פליטת אור, ומאפשרת לחוקרים לדמיין עד כמה גן מסוים פעיל בגוף.
"Bacillus subtilis משמש במגווןתחומים מייצור חומרי כביסה ועד להגנת הצומח, בנוסף לשימוש האחרון בפרוביוטיקה של בני אדם ובעלי חיים, פיתוח שעון ביולוגי לחיידק זה יהיה גולת הכותרת. בתחומים ביוטכנולוגיים שונים".
פרופסור Akos Kovacs, האוניברסיטה הטכנית של דנמרק
הם התמקדו בשני גנים: ytvA, המקודד לקולט אור אור כחול, ואנזים בשם KinC, המעורב בהשראת ביופילם ונוצרות נבגים בחיידקים.
הם צפו ברמות הגן בחושך מתמידבהשוואה למחזורים של 12 שעות אור ו -12 שעות חושך. הם מצאו כי מבנה רמות ה- ytvA הותאם למעגל האור והחושך, כאשר רמות גדלו בחושך וירדו באור. המחזור נצפה עדיין בחושך מתמיד.
"גילינו את זה בפעם הראשונהחיידקים שאינם פוטוסינתטיים יכולים לדעת זמן. הם מתאימים את העבודה המולקולרית שלהם לשעה ביום, קוראים מחזורים בסביבות אור או טמפרטורה".
פרופסור מרתה מארו מאוניברסיטת לודוויג מקסימיליאן במינכן
החוקרים שמו לב לכך להופעהלקח מספר ימים לתבנית יציבה, וניתן היה להפוך את התבנית אם התנאים היו הפוכים. שתי תצפיות אלה הן מאפיינים נפוצים במקצבים היממה ויכולתם "לציית" לרמזים סביבתיים.
הם ביצעו ניסויים דומים באמצעותשינויי טמפרטורה יומיים; למשל, על ידי הגדלת אורך או חוזק המחזור היומי, ומצא כי מקצבי ytvA ו- kinC מווסתים בהתאם למקצבים היממה, ולא רק מופעלים ומופעלים בתגובה לטמפרטורה.
קרא עוד:
משרד הבריאות של ארגנטינה גילה נתונים על תופעות לוואי בקרב אלו שקיבלו את ספוטניק החמישי.
הפלטיפוס התגלה כתערובת גנטית של יונקים, עופות וזוחלים.
אבקת הפחם הפכה לגרפיט באמצעות תנור מיקרוגל.
הפלה ומדע: מה יקרה לילדים שילדו.