Циркадные часы бактерий зависят от метаболизма, а не от света
Новое исследование учёных из Чикагского университета показало, что циркадные часы — биологический механизм, синхронизирующий активность организмов с 24-часовым днём, — задаются метаболическими ритмами, а не светом. Это выяснилось в эксперименте с генетически модифицированными цианобактериями, которых научили питаться сахаром.
Ключевые выводы:
- Часы цианобактерий не реагировали на свет или темноту, если у них был доступ к сахару.
- Ритм сбрасывался только в ответ на изменения в метаболизме, например, при «ночном» голодании.
- Белки часовой системы KaiABC чувствуют метаболическую активность в клетке, в частности соотношение молекул ATP и ADP.
Значение исследования:
- Эволюционное: Работа проливает свет на эволюционные корни циркадных ритмов. Цианобактерии — одна из древнейших форм жизни, и их часы, по-видимому, фундаментально служат для планирования метаболических процессов.
- Медицинское: Понимание связи метаболизма и часов у бактерий может помочь в исследованиях микробиома кишечника или патогенных бактерий, у которых есть гены, схожие с цианобактериальными.
- Синтетическая биология: Открытие делает перспективными попытки встроить простую и автономную систему Kai в другие микробы для выполнения задач по расписанию. Учёные проводят аналогию с тактовым генератором в компьютерах, который синхронизирует вычисления.
Исследование опубликовано в Cell Reports 10 декабря 2015 года.