第一次生物钟移植允许大肠杆菌保持时间

日期:2017-04-18 02:28:01 作者:左丘慕招 阅读:

作者:科林巴拉斯大肠杆菌说它是10.30(图片来源:Cultura / Rex_Shutterstock)细菌并不以其准时性而闻名 - 但也许有一天它们将成为现实在大肠杆菌中插入了一个工作的生物钟,使微生物能够保持24小时的时间表微小的计时器最终可以用于生物计算机或用于对抗时差的影响许多植物和动物使用生物钟来调节它们的日常活动 - 但细菌昼夜节律却不太清楚最好的研究属于光合蓝藻:其他常见的微生物,如大肠杆菌,根本不携带时钟,哈佛医学院的Pamela Silver说蓝藻时钟基于kaiABC基因簇和ATP - 几乎所有活细胞都依赖的分子燃料在白天,当蓝细菌活跃时,KaiA蛋白促使KaiC蛋白结合ATP的磷酸基团晚上,KaiB蛋白开始起作用,破坏了KaiA的活性,并鼓励KaiC回收磷酸盐 Silver,她的前学生Anna Chen和其他同事已将这种kaiABC时钟批发移植到大肠杆菌中 - 这是第一次将这种复杂的时钟插入新的微生物中但细菌是否会使用新的时钟来保持时间 “这是最聪明的部分 - 这取决于安娜的天才,”西尔弗说 Chen建议将kaiABC时钟连接到绿色荧光蛋白上,这样磷酸化的KaiC蛋白就会使大肠杆菌发光果然,大肠杆菌逐渐变得更加荧光,然后在24小时内恢复到非荧光状态,证明kaiABC时钟在移植后仍然保持滴答作响目前的形式,大肠杆菌时钟只能保留大约三天的时间,因为它没有自然的起搏器来无限期地保持它 “在本质上,这些时钟被昼夜循环所夹带,”西尔弗说 - 但这对大肠杆菌不起作用 “他们没有光接收器”这意味着我们仍然需要在它真正有用之前修补时钟但微生物钟表有一天可能成为生物计算机设计师工具包的一部分 “你可能希望一个细胞感知一个信号,然后在一段时间之后做出反应 - 这可以有效地作为一个反击,”西尔弗说如果人们愿意吞下生物工程益生菌,那么定时微生物也可能用于在一天中的特定时间将药物输送到肠道如果这个想法确实起飞了,那么当我们的昼夜节律被时差混淆时,它可以证明有助于抵消我们所感受到的一些副作用这是以色列雷霍沃特Weizmann科学研究所的Eran Elinav一直在探索的主题去年,他的研究小组发现,人类和小鼠肠道中的时差引起的微生物失衡可以促进葡萄糖不耐受和肥胖 - 而来自“时差”小鼠的粪便移植可能会在其他啮齿动物中引起类似的症状 Elinav说,在保持时间益生菌可以帮助克服时差引起的健康问题之前,仍有许多问题需要解决 - 例如,我们对微生物组与我们自己的昼夜节律协调的方式了解不多但是,如果能够更好地理解这些问题,可以使用计时细菌来降低时钟受损疾病的风险,他说 “这个想法非常好”期刊参考:Science,DOI:10.1126 / sciadv.1500358关于这些主题的更多信息: