Несмотря на высокий уровень развития технологического прогресса, окружающая среда по-прежнему остается полностью неизученной. Так, например, ученым давно известно, что человеческий организм имеет биологические часы, соответствующие 24-часовому циклу. Его также имеют животные и растения. Но природа продолжает нас удивлять и предоставлять новые сюрпризы.
Ученые недавно провели исследования, показавшее, что внутренние часы есть и у бактерий. Знание этого может помочь найти ответы на многие важные вопросы и дать мощный толчок к развитию биотехнологий, а также изобретению более эффективных медикаментозных препаратов и средств для защиты сельскохозяйственных культур.
Немного теории
Внутренние часы — это сложные механизмы, отвечающие за синхронизацию, которые есть абсолютно у всех организмов. Они помогают справляться к основным изменениям, вызванным сменой времени суток и сезонов. Циркадные ритмы существуют на клеточном уровне и функционируют благодаря таким сигналам, поступающим из окружающей среды, как уровень освещения и температура воздуха. Именно поэтому люди испытывают определенный дискомфорт и не могут долго адаптироваться при смене часовых поясов.
Результаты исследований
На протяжении последних двух десятилетий ученые уделяли огромное внимание изучению циркадных ритмов. Недавние исследования показали большую важность внутренних часов, оказывающих влияние на все процессы, протекающие в организме. Среди наиболее важных можно выделить сон, когнитивные функции и регуляцию водного баланса. У растений же от них зависит фотосинтез.
Теперь стало известно, что собственный внутренний метроном есть и у бактерий. Несмотря на то что их доля в биомассе планеты находится на уровне 12 процентов, тем не менее они очень важны для здоровья, экологии и промышленной биотехнологии.
Предыдущие исследования показали, что фотосинтезирующие бактерии, которым требуется свет для выработки энергии, имеют биологические часы. Но свободноживущие нефотосинтезирующие бактерии в этом отношении остались загадкой.
В этом международном исследовании ученые обнаружили свободные циркадные ритмы у нефотосинтезирующих почвенных бактерий Bacillus subtilis.
Как проводилось исследование
Команда ученых использовала метод luciferase reporting, основанный на добавлении фермента, вырабатывающего биолюминесценцию, что позволяет исследователям визуализировать, насколько активен ген внутри организма.
Они сосредоточились на двух генах:
- во-первых, на гене под названием ytvA, который кодирует фоторецептор синего света;
- во-вторых, на ферменте под названием KinC, который участвует в индукции образования биопленок и спор в бактерии.
Наблюдения велись в разное время суток. В результате было установлено, что бактерии умеют адаптироваться и имеют собственный циркадный ритм, который какое-то время сохраняется даже в полной темноте.
Исследования проводились на протяжении нескольких дней, благодаря чему удалось сформировать некоторые устойчивые паттерны. На сегодняшний день эта тема является малоизученной, поэтому ученым еще предстоит провести множество исследований. Но сделанное открытие создает для этого надежный фундамент, на базе которого будут развиваться биотехнологии. Ну, а нам остается только следить за новыми открытиями ученых, чтобы узнать еще много интересного.
