Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà khoa học nghiên cứu vi khuẩn đã xác định được gốc rễ của một hành vi được điều chỉnh bởi đồng hồ sinh học. Nghiên cứu cung cấp một ví dụ nổi bật về tầm quan trọng của việc giữ đồng hồ sinh học bên trong phù hợp với môi trường bên ngoài để các quá trình chính xảy ra vào đúng thời điểm trong ngày.
Thời gian là tất cả. Một ví dụ mới hỗ trợ cho câu nói cũ đã được tìm thấy liên quan đến các hệ thống được điều chỉnh bởi đồng hồ sinh học.
Nghiên cứu về nhịp sinh học, mô hình 24 giờ bên trong của chúng ta có ảnh hưởng đến chu kỳ ngủ và chuyển hóa đã chỉ ra rằng thời gian là chìa khóa cho sức khỏe con người. Khi các hoạt động và đồng hồ sinh học bên trong của chúng ta không còn phù hợp với chu kỳ ngày đêm tự nhiên – ví dụ, trong trường hợp làm việc theo ca đột xuất và thói quen ngủ muộn – chúng ta sẽ tăng nguy cơ mắc bệnh vì nhầm lẫn của các quá trình sinh học quan trọng. Nhưng di truyền đằng sau những cơ chế này vẫn chưa được thiết lập tốt.
Nhưng cho đến bây giờ, các nhà khoa học tại Đại học California San Diego đã nghiên cứu vi khuẩn quang hợp gọi là vi khuẩn lam hay “tảo xanh lam” đã xác định được gốc rễ của hành vi được điều chỉnh bởi đồng hồ sinh học.
Các phát hiện dẫn đầu bởi Phòng Khoa học Dự án Liên kết Khoa học Sinh học Arnaud Taton và các tác giả cao cấp James và Susan Golden đã được công bố trên tạp chí Nature Communications .
Giáo sư Susan Golden, Giám đốc Trung tâm Sinh học Circadian và tác giả cao cấp của bài báo cho biết: “Tôi nghĩ rằng bài báo này cho thấy tầm quan trọng của việc có thời gian sinh học bên trong trùng với thời gian môi trường. “Có rất nhiều căn bệnh của con người trong đó con người không phù hợp với môi trường của họ. Điều này có thể xuất phát từ những thói quen như nhận quá nhiều ánh sáng vào ban đêm, ăn vào những thời điểm kỳ lạ trong ngày và không ngủ thường xuyên. Trong vi khuẩn lam. sự khác biệt lớn cho thời gian sinh học và thời gian môi trường bên ngoài được liên kết. “
Các nhà khoa học biết rằng trong cuộc săn tìm gen mới, vi khuẩn đã kết hợp DNA từ môi trường. Các quá trình như vậy đảm bảo rằng có nguyên liệu thô để tạo ra biến thể di truyền, đó là cách loài tiến hóa. Tuy nhiên, các chi tiết của quá trình khó hiểu này chỉ được hiểu trong một vài sinh vật. Khả năng tiếp nhận DNA thường được quy định chặt chẽ, gợi ý cho các nhà khoa học rằng nó sẽ gây bất lợi cho sinh vật khi lấy các gen ngoại lai một cách bừa bãi.
Trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã xác định bộ máy hấp thu DNA trong cyanobacterium Synechococcus elongatus và phát hiện ra rằng đồng hồ sinh học bên trong tế bào của chúng ngăn chặn sự hấp thu DNA vào ban ngày và tăng cường quá trình vào đầu đêm. Họ đã dự đoán rằng sự biểu hiện qua trung gian đồng hồ của một số gen gây ra tối, cực đại là một trung tâm để lấy DNA từ môi trường. Họ phát hiện ra rằng khi bóng tối xuất hiện thì vào thời điểm đó đồng hồ bên trong của các tế bào sẽ nói với họ rằng trời đã tối và sự hấp thu và kết hợp DNA tăng lên đáng kể. Ngược lại, bóng tối vào những thời điểm không khớp với thời gian của đồng hồ bên trong sẽ không cung cấp sự tăng cường trong việc hấp thu và kết hợp DNA.
Về lý do tại sao sự hấp thu DNA sớm không được khuyến khích và muộn thì lại được tăng cường thì các nhà khoa học không chắc chắn lắm. Họ đang thử nghiệm các giả thuyết như liệu có thể hữu ích để tránh chiếm lấy DNA nguy hiểm tiềm tàng khi virus phổ biến hơn trong một số môi trường khi vào ban ngày.
Nghiên cứu này cung cấp một ví dụ nổi bật về tầm quan trọng của việc giữ đồng hồ sinh học bên trong phù hợp với môi trường bên ngoài để các quá trình xảy ra vào đúng thời điểm trong ngày.
Danh sách tác giả đầy đủ bao gồm Arnaud Taton, Christian Erikson, Yiling Yang, Benjamin Rubin (cựu sinh viên tốt nghiệp được hỗ trợ bởi Tài trợ đào tạo di truyền học tế bào và phân tử), Scott Rifkin, James Golden và Susan Golden.
Tài trợ cho nghiên cứu được cung cấp bởi Viện Khoa học Y khoa Quốc gia thuộc Viện Sức khỏe Quốc gia (R35GM118290 và R01GM118815) và Quỹ Khoa học Quốc gia (IOS-1754894).
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học California – San Diego . Bản gốc được viết bởi Mario Aguilera. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :