Светящиеся бактерии кальмара могут влиять на его внутренние часы
Исследование гавайского кальмара-бобтейла в Университете Висконсин-Мэдисон предполагает, что светящиеся бактерии в его теле могут пролить новый свет на роль бактерий в синхронизации суточных ритмов (циркадных ритмов) у животных и, возможно, человека.
Традиционный взгляд и новое открытие
- Циркадные ритмы, регулирующие циклы сна, питания и другие функции, традиционно связывали с воздействием света и темноты.
- Учёные обнаружили, что внутренние часы этого ночного кальмара могут зависеть не только от внешнего света, но и от присутствия светящихся бактерий Vibrio fischeri, живущих в его специальном световом органе.
Роль бактерий в жизни кальмара
- Бактерии выполняют функцию камуфляжа: ночью они светятся, маскируя тень кальмара от донных хищников.
- У кальмара есть суточный ритм взаимодействия с бактериями: утром он выбрасывает ~90% бактерий, а днём, зарывшись в песок, выращивает новую популяцию.
Экспериментальные доказательства
- Исследователи изучали экспрессию часовых генов кальмара — один в голове, другой в световом органе.
- Кальмары, лишённые светящихся бактерий или имеющие бактерии, неспособные производить свет, не могли циклически включать и выключать часовой ген в световом органе.
- Если же таких кальмаров подвергали воздействию синего света, цикл гена восстанавливался. Это показывает, что в регуляции внутренних часов участвуют и свет, и бактерии.
Значение для науки о человеке
- Исследование — первое, указывающее на возможную роль бактерий в регуляции циркадных ритмов.
- Учёные предполагают, что аналогичный механизм может работать в кишечнике человека, где тысячи бактерий потенциально влияют на ритмы работы ЖКТ и иммунной системы.
- Это открытие подчёркивает важность осторожного использования антибиотиков, которые могут нарушить жизненно важные бактериальные сообщества.
Исследование опубликовано в журнале mBio.