Циркадные ритмы оказались свойственны не только человеку, но и бактериям

Американские исследователи обнаружили, что у цианобактерий поглощение и встраивание чужеродной ДНК происходит в строгом соответствии с циркадными ритмами. По мнению авторов, столь строгая цикличность характерна для большинства живых организмов.

Циркадные ритмы представляют собой биологические «часы», которые регулируют метаболизм, а также режим сна и бодрствования. По мнению ученых, при рассинхронизации этих ритмов с естественной сменой дня и ночи — например, из-за дальних авиаперелетов или искусственного освещения — повышается риск целого ряда болезней. Однако генетические основы данного явления пока остаются плохо изученными.

Свой вклад в изучение циркадных ритмов внесла команда исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего, о работе которых рассказывает Phys.org. Они сосредоточились на экспериментах с цианобактериями — фотосинтезирующими микроорганизмами, которые ранее были известны под названием «сине-зеленые водоросли».

Выбранный командой вид Synechococcus elongatus, подобно другим бактериям, способен встраивать в свой геном фрагменты ДНК из окружающей среды. Это позволяет ускорить процесс адаптации к изменяющимся условиям среды.

Проследив за исследуемыми цианобактериями, авторы обнаружили, что процесс поглощения генетического материала отрегулирован по циркадным часам.

В начале дня она останавливается и вновь запускается вечером. Наиболее интенсивен этот процесс по ночам. При этом если наступление темноты не совпадало с внутренним временем микроорганизмов, эффективность поглощения и встраивания ДНК была низкой.

Исследователи пока не могут объяснить, почему цианобактерии предпочитают собирать генетический материал по ночам. Возможно, это как-то связано с защитой от вирусов.

Разумеется, с эволюционной точки зрения бактерии очень далеки от человека. Тем не менее, авторы полагают, что синхронизация внутреннего и внешнего времени важна для большинства форм жизни.

Исследователи из Швейцарии обнаружили, что «починка» циркадных ритмов клеток поджелудочной железы восстанавливает правильную секрецию гормонов. Это означает, что справиться с диабетом можно во многом благодаря соблюдению режима дня и правильных привычек в питании.