생물학적 시계 또는 일주기 리듬은 널리 퍼져 있는 내부 동기화 메커니즘입니다.
내부에 존재하는 분자 리듬세포는 일광 및 온도와 같은 외부 신호를 사용하여 생물학적 시계를 환경과 동기화합니다. 이것이 우리가 목적지에서 빛과 어둠의 새로운주기에 맞추기 전에 우리의 내부 시계가 일시적으로 동기화되지 않은 것입니다.
지난 2 년 동안 증가하는 연구수십 년 동안 인간의 수면 및인지와 같은 기본 과정과 식물의 물 및 광합성 조절에 대한 분자 시계의 중요성이 입증되었습니다.
박테리아가 지구 바이오 매스의 12 %를 차지하고건강, 생태 및 산업 생명 공학에 중요한 역할을하는 24 시간 생체 시계에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 이전 연구에 따르면 에너지를 생성하기 위해 빛이 필요한 광합성 박테리아는 생물학적 시계를 가지고 있습니다. 그러나이 점에서 자유 생존 비 광합성 박테리아는 미스터리로 남아있었습니다.
이 국제 연구에서 과학자들은비 광합성 토양 박테리아 인 Bacillus subtilis에서 자유 일주기 리듬을 발견했습니다. 연구팀은 생체 발광을 생성하는 효소를 추가하여 연구자들이 신체 내에서 특정 유전자가 얼마나 활동적인지 시각화 할 수 있도록하는 루시퍼 라제보고라는 기술을 사용했습니다.
"Bacillus subtilis는 다양한 용도로 사용됩니다.최근 인간 및 동물 프로바이오틱스의 사용과 더불어 세탁 세제 생산에서 식물 보호에 이르기까지 다양한 분야에서 이 박테리아에 대한 생물학적 시계의 개발이 주목을 받을 것입니다. 다양한 생명공학 분야에서요."
덴마크 공과대학교 Akos Kovacs 교수
연구진은 청색광 광 수용체를 암호화하는 ytvA와 박테리아에서 생물막과 포자 형성을 유도하는 효소 인 KinC라는 두 가지 유전자에 초점을 맞췄습니다.
그들은 끊임없이 어둠 속에서 유전자 수준을 관찰했습니다.12 시간의 빛과 12 시간의 어둠의주기와 비교됩니다. 그들은 ytvA 수준의 구조가 어둠에서 증가하고 빛에서 감소하는 빛과 어둠의주기에 맞춰 조정되었음을 발견했습니다. 이주기는 여전히 어둠 속에서 관찰되었습니다.
"우리는 처음으로 그것을 발견했습니다.비광합성 박테리아는 시간을 알 수 있습니다. 그들은 빛이나 온도 환경에서 읽기 주기를 하루 중 시간에 맞춰 분자 작업을 조정합니다.”
뮌헨 루드비히 막시밀리안 대학의 마사 메로우 교수
연구원들은 외관상안정적인 패턴을 얻기 위해 며칠이 걸렸으며 조건이 반전되면 패턴이 반전 될 수 있습니다. 이 두 가지 관찰은 일주기 리듬의 일반적인 특징과 환경 신호에 "복종"하는 능력입니다.
그들은 다음을 사용하여 유사한 실험을 수행했습니다.일일 온도 변화; 예를 들어, 일주주기의 길이 또는 강도를 늘림으로써 ytvA 및 kinC 리듬이 온도에 반응하여 켜지고 꺼지는 것이 아니라 일주기 리듬에 따라 조절된다는 것을 발견했습니다.
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