Светящиеся бактерии настраивают кальмарам биологические часы

Гавайский кальмар Euprymna scolopes (или, если угодно, каракатица; Euprymna scolopes занимают место между этими двумя отрядами головоногих) умеет светиться в темноте благодаря симбиотическим бактериям. Считается, что бактериальное освещение помогает моллюску маскироваться от хищников. Из-за подсветки животное сливается с фоном, если смотреть из тёмной глубины вверх, в более светлые воды, в которых кальмар и охотится. Однако роль светящихся симбионтов этим не ограничивается: как выяснили учёные из Университета штата Висконсин в Мэдисоне (США), светящиеся бактерии не только помогают кальмарам спрятаться от хищника: они в буквальном смысле настраивают моллюску его биологические часы.


Кальмары (или каракатицы) E. scolopes сверяют свои биологические часы с бактериальными. (Фото Jeff Milisen.)

У всех животных есть специальные гены для сверки внутреннего суточного ритма с внешними условиями. Эти гены кодируют специальные белки, которые «понимают» визуальные данные о том, день или ночь сейчас снаружи, и в соответствии с этим настраивают молекулярные пружины внутренних часов. У E. scolopes таких генов два, они кодируют белки криптохромы (CRY). Один из криптохромов работает в голове, поближе к мозгу и органам чувств (что не удивительно: обычно у животных регуляторные белки циркадного ритма синтезируются поближе к центральной нервной системе). Однако другой белок, как выяснили Маргарет Макфолл-Нгай и её коллеги, активнее всего синтезируется в светящихся органах кальмара, где живут биолюминесцентные бактерии. Причём активность второго гена, названного escry1, соответствовала не переменам в дневном освещении, а циклу биолюминесценции (светиться кальмар начинает с наступлением ночи, когда выходит на охоту).

Эксперименты показали, что бактерии важны для циклических изменений активности гена escry1: без них активность гена не менялась. Причём дело было именно в бактериях, а не в свете, потому что безбактериальная имитация свечения никак на ген не влияла. Однако, если в кальмаре поселялись дефектные бактерии, неспособные к свечению, то и суточный ритм у гена отказывал. Если же к этим «неправильным» бактериям добавляли искусственную люминесценцию, то ритмическая активность возвращалась к гену.

Исследователи предположили, что всё дело в каких-то поверхностных молекулах. И гипотеза отчасти подтвердилась: если в воду к моллюскам добавляли поверхностные бактериальные маркеры и снабжали кальмаров искусственной люминесценцией, то ритмическая активность у гена escry1 до какой-то степени восстанавливалась. Возможно, как полагают зоологи, если бактерии находятся прямо внутри светящихся органов, это даёт им более непосредственный контакт с кальмаром и позволяет чётче настраивать биологические часы хозяина.

Результаты экспериментов будут опубликованы в журнале mBio.

Учёные уже обращали внимание на то, что суточные ритмы E. scolopes и их бактерий синхронизированы. Но никто не думал, что у бактерий тут может быть такая большая роль, что они способны указывать таким важным хозяйским генам, когда им активничать, а когда — отдыхать. По словам авторов работы, возможно, это не уникальный случай, а общая в живой природе практика. Скажем, наша кишечная микрофлора и так влияет на всё что можно, от иммунитета до беременности, так почему бы ей не воздействовать ещё и на наши биологические часы?

Подготовлено по материалам Phys.Org.


Коды для вставки в блог\форум

blog comments powered by Disqus


Вспомним другие новости из этого раздела?


Наука и техника

←+Ctrl+→

Интересные новости
Израиль похвастался работой активной защиты для бронетехникиИзраиль похвастался работой активной защиты для бронетехники
Открыто новое состояние веществаОткрыто новое состояние вещества
Дорогу из солнечных батарей признали провальным проектомДорогу из солнечных батарей признали провальным проектом
«Хаббл» заснял две сближающиеся галактики«Хаббл» заснял две сближающиеся галактики
Получены данные о поверхности каменистой экзопланеты недалеко от насПолучены данные о поверхности каменистой экзопланеты недалеко от нас
Блок рекламы


Похожие новости

Бактерии производят высококачественный графен: технология будущегоБактерии производят высококачественный графен: технология будущего
Генетически идентичные бактерии ведут себя по разномуГенетически идентичные бактерии ведут себя по разному
Созданы бактерии, вырабатывающие пластик из растенийСозданы бактерии, вырабатывающие пластик из растений
Сверхточные атомные часы могут измерить искажения пространства-времениСверхточные атомные часы могут измерить искажения пространства-времени
Бактерии, создающие из пищевых отходов полезный пластикБактерии, создающие из пищевых отходов полезный пластик
Биологи открыли бактерии, вызывающие галлюцинации и слабоумиеБиологи открыли бактерии, вызывающие галлюцинации и слабоумие
Бактерии могут первыми колонизировать другие планеты, - The EconomistБактерии могут первыми колонизировать другие планеты, - The Economist
Бактерии самой сухой пустыни на Земле дали надежду на марсианскую жизньБактерии самой сухой пустыни на Земле дали надежду на марсианскую жизнь
Супербактерии погубят человечество раньше, чем последствия изменения климатаСупербактерии погубят человечество раньше, чем последствия изменения климата
Ученые научились выявлять антибиотикорезистентные бактерии за 30 минутУченые научились выявлять антибиотикорезистентные бактерии за 30 минут
Последние новости

Подгружаем последние новости