Внутренние часы тикают у людей, животных и растений. Оказалось, что бактерии тоже подчиняются сложному ритму "день-ночь". Однако ранее было неясно, как именно работают их циркадные ритмы.
Команда Франчески Сартор (Francesca Sartor) из Университета Людвига Максимилиана более детально изучила ритм "день-ночь" у Bacillus subtilis, использовав как лабораторные штаммы бактерии, так и две дикие формы, полученные из образцов почвы Словении и Дании и ранее не исследовавшиеся на предмет наличия внутренних часов.
Чтобы сделать экспрессию генов бактерий видимой, в их геном исследователи вставили ген фермента люциферазы. При считывании соответствующего гена возникало зеленоватое свечение. Сартор и ее коллеги проверили работу внутренних часов бактерий, выращивая их в различных условиях. У них был то обычный ритм "день-ночь" с 12 часами света, а затем темноты, то по нескольку дней постоянная темнота, то чередование через 6 часов света и темноты.
24-часовые ритмы были у бактерий даже в полной темноте, как у лабораторных штаммов, так и у диких изолированных популяций. Белки, реагирующие на свет, вырабатывались в соответствии с суточным ритмом, хотя в темноте бактерии не получали никаких внешних стимулов. У лабораторного штамма активность генов значительно снижалась примерно через три дня пребывания в темноте, тогда как у диких штаммов она сохранялась и после 5 дней темноты.
Команда предполагает, что циркадные ритмы и способность подстраиваться под световые циклы являются общим свойством B. subtilis. При воздействии укороченного ритма день-ночь, экспрессия генов заметно адаптировалась к новому ритму и даже поддерживала его нескольких дней после окончания лечения. Подобные "последействия" уже были отмечены у грызунов, у которых аналогичным образом нарушались внутренние часы.
Дальнейшие исследования внутренних часов бактерий могут помочь в будущем более целенаправленно использовать антибиотики, лучше продвигать полезные бактерии в нашем микробиоме и адаптировать производство в биотехнологии к естественным циклам бактерий.
