細菌使用晝夜節律“告訴時間”

晝夜節律在整個自然界中都是常見的，在24小時周期中調節體內的過程，以幫助生物應對整日到黑夜的環境變化。儘管細菌佔地球生物的15％，但對於這個過程如何影響它們，或者根本沒有眾所周知。先前的研究表明，光合作用的細菌具有生物鐘，正如依賴於光線的生物所期望的那樣。但是，不光合量的細菌的晝夜節律仍然是一個未開發的謎團。發表的新論文科學進步通過研究為這個主題打破了新的基礎枯草芽孢桿菌，在土壤中發現的細菌。

“我們已經第一次發現非光質合成細菌可以告訴時間。”瑪莎·梅羅教授，慕尼黑路德維希·馬克西米蘭大學的主要作者陳述。 “他們通過在光線或溫度環境中閱讀週期來調整分子的工作時間。”

細菌B.微妙被選為 - 儘管不是在研究晝夜節律的嚴格條件下，但觀察到在24小時內具有一些節奏。儘管它缺乏光合細菌中存在的生物鐘的核心蛋白質，但該細菌確實具有藍色和紅色的光感受器，可以幫助它適應24小時的一天。藍光已知在晝夜節律中起作用。B.微妙還具有編碼PAS結構域的基因，這是蛋白質中充當分子傳感器的結構模式，這是參與晝夜節律時鐘涉及的蛋白質的關鍵。

研究人員專注於兩個帶有PAS結構域的蛋白質的基因：KINC和YTVA。 YTVA是一種藍光受體，KINC參與調節生物膜和孢子形成等過程。作者指出，在某些真菌中，孢子形成受生物鐘的調節。文化B.微妙暴露於Zeitgebers的周期 - 晝夜節律的可預測環境線索。溫度和光是本研究中使用的時機。

發現YTVA和KINC的表達具有晝夜節律，隨著溫度和光的波動而變化。例如，YTVA表達在黑暗中增加並在光線下減少，並在逆轉光/黑暗週期時進行了相應的調整。研究人員指出，通過嘗試不同長度的循環，已經確定B.微妙確實有晝夜節律系統，而不僅僅是對環境變化的反應。

安東尼·多德博士這項研究的共同作者來自約翰·內斯中心（John Innes Center），他說：“現在我們已經確定細菌可以告訴我們需要時間來找出導致這些節奏發生的過程，並了解為什麼有節奏為細菌提供優勢。”這一發現可能具有更廣泛的影響。例如，它提出了有關一天中的時間是否影響抗菌治療或暴露於細菌感染的風險的問題。