Biologiska klockor eller dygnsrytm är interna synkroniseringsmekanismer som är utbredda
Dessa molekylära rytmer som finns inuticeller använder externa signaler som dagsljus och temperatur för att synkronisera den biologiska klockan med miljön. Detta är anledningen till att människor upplever dramatiska förändringar i välbefinnande och uppfattning när de strömmar i strålkastare - våra interna klockor är tillfälligt osynkroniserade innan de anpassas till den nya cykeln av ljus och mörker på vår destination.
En växande mängd forskning under de två sistadecennier har visat vikten av molekylära klockor för grundläggande processer som sömn och kognition hos människor och för reglering av vatten och fotosyntes i växter.
Även om bakterier utgör 12% av planetens biomassa ochviktigt för hälsa, ekologi och industriell bioteknik, är lite känt om deras 24-timmars biologiska klocka. Tidigare forskning har visat att fotosyntetiska bakterier, som kräver ljus för att generera energi, har en biologisk klocka. Men fritt levande icke-fotosyntetiska bakterier i detta avseende förblev ett mysterium.
I denna internationella studie, forskarehittade fria dygnsrytmer i icke-fotosyntetiska jordbakterier Bacillus subtilis. Teamet använde en teknik som kallas luciferasrapportering, vilket innebär att man tillsätter ett enzym som producerar bioluminescens, vilket gör det möjligt för forskare att visualisera hur aktiv en viss gen är i kroppen.
"Bacillus subtilis används i olikaområden från produktion av tvättmedel till växtskydd, förutom den senaste användningen av probiotika från människor och djur, skulle utvecklingen av en biologisk klocka för denna bakterie vara en höjdpunkt. inom olika biotekniska områden."
Professor Akos Kovacs, Danmarks Tekniska Universitet
De fokuserade på två gener: ytvA, som kodar för en fotoreceptor med blått ljus, och ett enzym som kallas KinC, som är involverat i att inducera biofilm och sporbildning i bakterier.
De såg gennivåer i konstant mörkerjämfört med cykler med 12 timmars ljus och 12 timmars mörker. De fann att ytvA-nivåernas struktur var anpassad till cykeln av ljus och mörker, med nivåer som ökade i mörker och minskade i ljus. Cykeln observerades fortfarande i konstant mörker.
"Vi upptäckte det för första gångenicke-fotosyntetiska bakterier kan säga tiden. De anpassar sitt molekylära arbete till tiden på dygnet och läser cykler i ljus- eller temperaturmiljöer."
Professor Martha Merrow från Ludwig Maximilian University i München
Forskarna märkte det för utseendetdet tog flera dagar för ett stabilt mönster och att mönstret kunde vändas om förhållandena var inverterade. Dessa två observationer är vanliga inslag i dygnsrytmer och deras förmåga att "lyda" miljöanmärkningar.
De utförde liknande experiment meddagliga temperaturförändringar; till exempel genom att öka längden eller styrkan av den dagliga cykeln och fann att ytvA- och kinC-rytmerna reglerades i enlighet med dygnsrytmer och inte bara slogs på och av som svar på temperaturen.
Läs mer:
Argentinas hälsovårdsministerium avslöjade uppgifter om biverkningar hos dem som fick Sputnik V.
Platypus visade sig vara en genetisk blandning av däggdjur, fåglar och reptiler.
Kolpulvret omvandlades till grafit med användning av en mikrovågsugn.
Abort och vetenskap: vad kommer att hända med barnen som kommer att föda.