Деление клеток у цианобактерий контролируется циркадными ритмами

Исследователи из MIT и Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD) показали, что деление клеток у цианобактерий контролируется циркадными ритмами, аналогичными тем, что регулируют циклы сна у человека.

Результаты опубликованы в журнале Science от 19 марта.

Цианобактерии зависят от солнечного света для фотосинтеза и наиболее активны днем, циклируя между активными и покоящимися фазами по 24-часовому графику.

Впервые продемонстрировано, как циркадные часы регулируют скорость деления клеток (способ размножения) у отдельных бактериальных клеток. «Эти клетки должны продолжать делиться, и циркадный осциллятор регулирует, когда они делятся», — отметил Бернардо Пандо, соавтор работы.

Ключевые открытия:

• При умеренном постоянном освещении цианобактерии делятся примерно раз в сутки, преимущественно в середине 24-часового цикла.
• При увеличении интенсивности света (и доступной энергии) клетки начинали делиться чаще, но всё равно в привязке к циркадным часам — один раз на четверти цикла и ещё раз на трёх четвертях.
• Цианобактерии входят в фазу покоя примерно на 19-м часу цикла и не делятся до его нового начала.

Методология:

Исследователи отслеживали отдельные клетки в течение недели. Белки циркадных часов были помечены жёлтым флуоресцентным белком для определения позиции клетки в цикле. Деление фиксировали с интервалом в 40 минут. Это первое исследование связи клеточного цикла и циркадных ритмов на уровне отдельных бактериальных клеток.

Открытие следует за другой недавней работой, опубликованной в журнале Cell от 19 февраля, где была раскрыта биохимия точной временной привязки деления клеток у цианобактерий.