แบคทีเรียทั้งหมดมีนาฬิกาภายในเช่นเดียวกับมนุษย์และสัตว์

นาฬิกาชีวภาพหรือจังหวะการเต้นของหัวใจเป็นกลไกการซิงโครไนซ์ภายในที่แพร่หลาย

ในธรรมชาติทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถรับมือกับการเปลี่ยนแปลงสำคัญที่เกิดขึ้นในแต่ละวันแม้ข้ามฤดูกาล

จังหวะโมเลกุลเหล่านี้ที่มีอยู่ภายในเซลล์ใช้สัญญาณภายนอกเช่นแสงกลางวันและอุณหภูมิเพื่อซิงโครไนซ์นาฬิกาชีวภาพกับสิ่งแวดล้อม นี่คือสาเหตุที่มนุษย์พบกับการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในความเป็นอยู่และการรับรู้เมื่อเครื่องบินล้าหลัง - นาฬิกาภายในของเราไม่ตรงกันชั่วคราวก่อนที่จะสอดคล้องกับวงจรใหม่ของแสงและความมืดที่ปลายทางของเรา

การวิจัยที่เพิ่มมากขึ้นในช่วงสองปีที่ผ่านมาหลายทศวรรษได้แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของนาฬิการะดับโมเลกุลสำหรับกระบวนการพื้นฐานเช่นการนอนหลับและการรับรู้ในมนุษย์และสำหรับการควบคุมน้ำและการสังเคราะห์แสงในพืช

แม้ว่าแบคทีเรียจะคิดเป็น 12% ของมวลชีวภาพของโลกและมีความสำคัญต่อสุขภาพนิเวศวิทยาและเทคโนโลยีชีวภาพทางอุตสาหกรรมไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับนาฬิกาชีวภาพ 24 ชั่วโมง การวิจัยก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียสังเคราะห์แสงซึ่งต้องการแสงในการสร้างพลังงานมีนาฬิกาชีวภาพ แต่แบคทีเรียที่ไม่มีชีวิตอิสระที่ไม่สังเคราะห์แสงในแง่นี้ยังคงเป็นปริศนา

ในการศึกษาระดับนานาชาตินี้นักวิทยาศาสตร์พบจังหวะ circadian อิสระในแบคทีเรียในดินที่ไม่สังเคราะห์แสง Bacillus subtilis ทีมงานใช้เทคนิคที่เรียกว่าการรายงานลูซิเฟอเรสซึ่งเกี่ยวข้องกับการเพิ่มเอนไซม์ที่ก่อให้เกิดการเรืองแสงช่วยให้นักวิจัยเห็นภาพว่ายีนที่ใช้งานอยู่ภายในร่างกายได้อย่างไร

“บาซิลลัส ซับติลิส ถูกนำมาใช้ในด้านต่างๆตั้งแต่การผลิตน้ำยาซักผ้าไปจนถึงการปกป้องพืช นอกเหนือจากการใช้โปรไบโอติกของมนุษย์และสัตว์เมื่อเร็วๆ นี้ การพัฒนานาฬิกาชีวภาพสำหรับแบคทีเรียนี้จะเป็นจุดเด่น ในสาขาเทคโนโลยีชีวภาพต่างๆ”

ศาสตราจารย์ Akos Kovacs มหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งเดนมาร์ก

พวกเขามุ่งเน้นไปที่ยีนสองยีน: ytvA ซึ่งเข้ารหัสตัวรับแสงสีฟ้าและเอนไซม์ที่เรียกว่า KinC ซึ่งเกี่ยวข้องกับการกระตุ้นให้เกิดฟิล์มชีวภาพและการสร้างสปอร์ในแบคทีเรีย

พวกเขาเฝ้าดูระดับยีนในความมืดคงที่เมื่อเทียบกับรอบของแสง 12 ชั่วโมงและความมืด 12 ชั่วโมง พวกเขาพบว่าโครงสร้างของระดับ ytvA ได้รับการปรับตามวัฏจักรของแสงและความมืดโดยระดับที่เพิ่มขึ้นในความมืดและแสงจะลดลง รอบนี้ยังคงสังเกตเห็นในความมืดอย่างต่อเนื่อง

“เราค้นพบเป็นครั้งแรกว่าแบคทีเรียที่ไม่สังเคราะห์แสงสามารถบอกเวลาได้ พวกเขาปรับงานระดับโมเลกุลให้เข้ากับช่วงเวลาของวัน วงจรการอ่านในสภาพแวดล้อมที่มีแสงหรืออุณหภูมิ”

ศาสตราจารย์ Martha Merrow จากมหาวิทยาลัย Ludwig Maximilian ในมิวนิก

นักวิจัยสังเกตว่าสำหรับรูปลักษณ์ภายนอกต้องใช้เวลาหลายวันกว่าจะได้รูปแบบที่มั่นคงและรูปแบบนั้นสามารถย้อนกลับได้หากเงื่อนไขกลับหัว ข้อสังเกตทั้งสองนี้เป็นลักษณะทั่วไปของจังหวะการเต้นของหัวใจและความสามารถในการ "เชื่อฟัง" ตัวชี้นำสิ่งแวดล้อม

พวกเขาทำการทดลองที่คล้ายกันโดยใช้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิรายวัน ตัวอย่างเช่นโดยการเพิ่มความยาวหรือความแรงของวัฏจักรรายวันและพบว่าจังหวะ ytvA และ kinC ได้รับการควบคุมให้สอดคล้องกับจังหวะ circadian และไม่เพียงแค่เปิดและปิดตามอุณหภูมิเท่านั้น

อ่านเพิ่มเติม:

กระทรวงสาธารณสุขของอาร์เจนตินาเปิดเผยข้อมูลเกี่ยวกับผลข้างเคียงในผู้ที่ได้รับ Sputnik V.

ตุ่นปากเป็ดกลายเป็นส่วนผสมทางพันธุกรรมของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมนกและสัตว์เลื้อยคลาน

ผงถ่านกลายเป็นกราไฟต์โดยใช้เตาอบไมโครเวฟ

การทำแท้งกับวิทยาศาสตร์: จะเกิดอะไรขึ้นกับเด็กที่จะคลอด