У бактерий обнаружили «внутренние часы»

Бактерии, так же, как люди, животные и растения, подчиняются циркадным ритмам, или внутренним часам. Цикл их активности соответствует 24 часам, показало исследование международной группы ученых.

Циркадные ритмы – сложные внутренние механизмы, которые помогают живым организмам приспосабливаться к постоянной смене времени суток и сезонов. Эти молекулярные ритмы реагируют на внешние сигналы, такие как дневной свет и температура, чтобы синхронизировать биологические часы с окружающей средой, сообщает Science Advances.

Так, они регулируют сон и умственную активность у людей, а также фотосинтез и циркуляцию воды у растений. Бактерии составляют 12% биомассы Земли и крайне важны для существования ее экосистем, но ученые до сих пор многого не знают о процессах их жизнедеятельности.

Авторы нового исследования изучили образцы нефотосинтетической почвенной бактерии Bacillus subtilis. Они внедрили в бактерии фермент, отвечающий за биолюминесценцию (свечение). Таким образом можно отследить активность нужного гена внутри организма.

Ученые сосредоточились на двух генах: ytvA, который кодирует фоторецептор синего света, и KinC, который участвует в образовании биопленок и спор. Они наблюдали за их активностью в полной темноте и при освещении.

Оказалось, что «работа» ytvA связана с 12-часовым циклом смены света и темноты. Активность уменьшалась на свету и увеличивалась в темное время. Кроме того, ген адаптировался к новым условиям – в течение нескольких дней у него вырабатывался соответствующий паттерн поведения.

Ученые провели дополнительные эксперименты, используя суточные изменения температуры, и обнаружили, что активность ytvA и KinC меняется таким образом, чтобы соответствовать циркадным ритмам, а не просто включается и выключается в ответ на температуру.