درک ساعت شبانه روزی باکتری های خاک و روده

به گزارش روابط پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، باکتری ها بیش از 10 درصد از همه موجودات زنده را تشکیل می دهند، اما تا همین اواخر ما متوجه نبودیم که مانند انسان، باکتری های خاک دارای ساعت های داخلی هستند که فعالیت های آنها را با چرخه های 24 ساعته روز و شب روی زمین هماهنگ می کند.

این کار فرصت های متنوعی از زمان بندی دقیق استفاده از آنتی بیوتیک ها تا مهندسی زیستی میکروبیوم های روده و خاک را فراهم می کند.

یک همکاری بین المللی از دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ (LMU مونیخ)، مرکز جان اینس، دانشگاه فنی دانمارک و دانشگاه لیدن، با بررسی بیان ژن به عنوان شواهدی از فعالیت ساعت در باکتری گسترده خاک باسیلوس سوبتیلیس، این کشف را انجام داد.

پروفسور Antony Dodd از مرکز جان اینس افزود: تعجب آور است که یک موجود تک سلولی با چنین ژنوم کوچکی دارای یک ساعت شبانه روزی با برخی ویژگی ها است که ساعت را در موجودات پیچیده تر برمی انگیزد.

کار قبلی این تیم مشترک وجود یک ساعت شبانه روزی را در یک سویه آزمایشگاهی از این باکتری نشان داده بود. این اولین باری بود که ساعت های شبانه روزی در باکتری Bacillus subtilis مشاهده شد. محققان از تکنیکی استفاده کردند که در آن آنزیمی به نام لوسیفراز وارد می شود که هنگام بیان ژن، نور تولید می کند.

در زمینه زیست شناسی شبانه روزی، این پاسخ ها به عنوان aftereffects وAschoff شناخته می شوند. روی هم رفته، این نشان می دهد که مانند موجودات پیچیده تر، باکتری ها می توانند فیزیولوژی و متابولیسم خود را در زمان های مختلف روز با تغییر شرایط نور و دما هماهنگ کنند.

این کشف فرصت هایی را برای بیوتکنولوژی، سلامت انسان و علوم گیاهی ارائه می دهد. درک ویژگی های ساعت های شبانه روزی باکتریایی ممکن است به ما در کاربردهای صنعتی میکروبیولوژی کمک کند. می تواند به درک جدیدی از نحوه تشکیل میکروبیوم ها منجر شود و ممکن است نشان دهد که آنتی بیوتیک ها در زمان های خاصی از روز چقدر خوب عمل می کنند تا باکتری های بیماری زا را مختل کنند. دانش ممکن است در حفاظت از محصولات نیز به ما کمک کند. Bacillus subtilis یک باکتری مفید خاک است که توسط کشاورزان برای کمک به تبادل مواد مغذی، رشد گیاهان و دفاع در برابر میکروب های بیماری زا استفاده می شود.

یکی از مراحل بعدی این است که مشخص شود کدام ژن ها برای ساختن مکانیسم ساعت عمل می کنند. این تیم همچنین کنجکاو است که چگونه ساعت شبانه روزی B. subtilis برای عملکرد کامل خود به سازمان چند سلولی وابسته است.

ساعت های شبانه روزی نوسانگرهای داخلی هستند که با تطبیق فیزیولوژی و متابولیسم آنها با تغییرات 24 ساعته در محیط، مانند تغییرات نور، دما یا رفتار شکارچی، مزیت انتخابی را به ارگانیسم ها ارائه می دهند.