Подпишитесь

Бактерии меняют суточные ритмы под влиянием соседей

Ритмы метаболической активности в бактериальной клетке меняются в зависимости от того, много ли питательных веществ вокруг неё и что за бактерии-соседи живут рядом...

Ритмы метаболической активности в бактериальной клетке меняются в зависимости от того, много ли питательных веществ вокруг неё и что за бактерии-соседи живут рядом.

Животные придерживаются своего распорядка дня: кто-то просыпается рано, кто-то поздно, у кого-то пик активности приходится на дневные часы, у кого-то на позднюю ночь. Называется это суточными ритмами, и найти их можно у большинства живых существ, хотя у разных видов суточные ритмы обладают собственными индивидуальными особенностями. При этом мы считаем, что у одного и того же вида суточный ритм не меняется: ночной зверь не выйдет на охоту днём, а дневная птица не будет петь ночью. Однако бактерии такое представление опровергают – как оказалось, пики активности важнейших молекулярных процессов в бактериальной клетке могу зависеть от конкретной экологической ситуации.

Бактерии меняют суточные ритмы под влиянием соседей

илюстрация © Peter Allen 

Обнаружили это исследователи из Массачусетского технологического института, проанализировавшие изменения в синтезе мРНК у множества морских бактерий. Образцы бактериальной микрофлоры собирали в северной части Тихого океана, причём из каждой популяции микроорганизмов пробы брали несколько раз с интервалом в несколько часов. Затем в лаборатории анализировали мРНК бактерий, чтобы узнать, какие гены были активны в тот или иной момент времени. Особое внимание при этом уделяли генам-регуляторам энергетического метаболизма и белкового синтеза.

Доминирующей группой в собранных образцах были бактерии Prochlorococcus, самые многочисленные фотосинтетики на Земле. Понятно, что в силу жёсткой зависимости от солнечного света у самых разных генов Prochlorococcus был чёткий суточный цикл активности. Однако и гетеротрофные разновидности бактерий, которые потребляют готовые органические вещества, тоже демонстрировали явные суточные «привычки». Например, бактерии группы Roseobacter начинали активничать раньше прочих микробов – их системы дыхания и синтеза белка начинали работать на полную силу раньше, чем у других.

В целом, как пишут Эдвард ДеЛонг (Edward DeLong) и его коллеги в статье в Science, по бактериальному сообществу проходила волна активности, которая начиналась утром с фотосинтезирующих Prochlorococcus и дальше переходила на гетеротрофные виды, потреблявшие органику, произведённую фотосинтетиками. Уровень и время активности той или иной разновидности бактерий зависел от того, какой у них уровень обмена веществ, то есть сколько органики им нужно для поддержания жизнедеятельности.

Казалось бы, что тут удивительного, циркадные, или суточные ритмы есть у представителей всех трёх доменов жизни – у бактерий,  архей и  эукариот. Однако до сих пор бактериальные суточные ритмы наблюдали в основном у фотосинтезирующих видов. То, что такие суточные молекулярно-клеточные «привычки» есть и у гетеротрофных групп, оказалось для биологов в некотором роде сюрпризом.

И, наконец, самое главное – настройка метаболической активности у бактерий зависит от того, где и в каком окружении они живут. В прошлом году аналогичное исследование проводили с прибрежной микрофлорой, и тогда такой жёсткой суточной отрегулированности метаболических путей обнаружить не удалось. Дело тут, очевидно, в том, что в прибрежных водах бактерии берут питательные вещества из разных источников – например, у берега могут жить много разных фотосинтезирующих видов, плюс ко всему там может присутствовать какая-то органика, занесённая с суши, и в таком изобилии нет смысла как-то специально настраивать свой суточный ритм под кого-то.

А вот в открытом океане всё более-менее сводится к одному поставщику – фотосинтезирующим Prochlorococcus. То есть циркадный ритм может зависеть от солнца опосредованно, через суточный ритм другого вида; кроме того, такой суточный ритм может меняться в зависимости от текущей экологической ситуации, в зависимости от окружения. Вполне возможно, что и у более изученных в этом смысле животных и людей подобные факторы тоже могут играть свою роль.

Источник: https://econet.ru/

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:
, чтобы видеть ЛУЧШИЕ материалы у себя в ленте!
Комментарии (Всего: 0)

    Добавить комментарий

    Не бойтесь кого—то потерять. Вы не потеряете того, кто нужен Вам по жизни. Теряются те, кто послан вам для опыта. Остаются те, кто послан Вам судьбой. Фридрих Ницше
    Что-то интересное