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科学家首次发现非光合作用细菌可分辨时间！#生物钟##细菌##非光合作用##科学研究发现#

细菌的生物钟

一些单细胞微生物也有昼夜的节律。

研究人员使用枯草芽孢杆菌照亮了内部时钟。来源：Ákos Kovács，丹麦技术大学

我们日常生活的起伏主要围绕着我们的睡眠周期，睡眠周期由我们身体的生物钟支配。其他动物和植物也有这些内部计时机制，以应对几天甚至整个季节的光变化——现在研究人员发现细菌也是如此。

德国慕尼黑路德维希·马克西米利安大学（LMU）的年代生物学家玛莎·梅罗表示：“他们首次发现非光合作用细菌可以分辨时间”。

“他们通过在光线或温度环境中读取周期来适应一天中的时间”。

这项研究发表在《科学进步》杂志上，可能会对生物技术产生影响，例如作物保护和药物输送的时间。

在过去的二十年里，对生物钟的研究一直在稳步积累，因为它们在人类的睡眠和认知功能以及植物的光合作用和水调节等过程中至关重要。但是，尽管细菌占地球上生物量的12%，但它们在很大程度上仍然是一个谜。

之前的研究表明，光合作用细菌——利用光产生能量——具有内部分子节拍器，这项研究现在在非光合细菌中也证明了这一点。

它专注于枯草芽孢杆菌，这是一种在土壤和反刍动物和人类消化系统中发现的物种。

根据丹麦技术大学的合著者Ákos Kovács的说法，“枯草芽孢杆菌除了最近被用作人类和动物益生菌外，还用于从洗衣粉生产和农作物保护的各种应用”。了解这些基本过程可能会导致整个生物技术的应用迭代更新。

该团队使用了一种称为荧光素酶报告的技术，该技术刺激细菌内部的生物发光，并使研究人员能够直观地看到某些基因在不同条件下的活性。

他们选择了两个基因——一个编码蓝光受体的基因（ytvA），另一个（kinC）帮助形成生物膜和孢子——并在恒定的黑暗中，以及超过12小时的光和12小时的黑暗周期中观察它们。

他们发现，ytvA水平适应了光和黑暗循环——在黑暗中增加，在光下下降——尽管花了几天时间才出现稳定的模式。研究人员还注意到，当条件颠倒时，模式颠倒了。这些是昼夜节律的共同特征，它们依赖于环境线索。

类似的实验侧重于温度变化；这些实验表明，ytvA和kinC水平的调整与昼夜节律一致，而不仅仅是在某些温度下打开和关闭。

研究人员现在面临一系列新问题，例如其他生物体接触细菌的时间对感染是否重要。

该团队的研究为调查细菌的昼夜节律打开了一扇门。

“现在我们已经确定，细菌可以告诉我们，我们需要时间来找出导致这些节奏发生的过程，并理解为什么这些节奏为细菌提供了优势。

在科普的道路上，我才刚刚开始，如有不足之处，还请您批评指正。谢谢每一位阅读过我文章的朋友，祝你们一切顺利、身体健康！