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我们看到的从很远星系来的光是在几百万年之前发出的,在我们看到的最远的物体的情况下,光是在80亿年前发出的。这样当我们看宇宙时,我们是在看它的过去。
——霍金《时间简史》
作者Mario Aguilera,加州大学圣地亚哥分校
新的研究提供了一个引人注目的例子,说明保持内部生物钟与外部环境保持一致的重要性,从而使过程在一天中的正确时间发生。来源:加州大学圣地亚哥分校金色实验室
时间就是一切。一个支持这句老话的新例子已经被发现与生物钟调节的系统有关。
对昼夜节律的研究表明,时间是人类健康的关键。昼夜节律是影响睡眠觉醒和新陈代谢周期的24小时内在模式。当我们的活动和内部生物钟与自然的昼夜循环不同步时,例如,在不规律的轮班工作、时差和不良的睡眠-觉醒习惯的情况下,由于对重要的生物过程的误解,我们增加了患病的风险。但这些机制背后的遗传机制尚未得到很好的证实。
现在,加州大学圣地亚哥分校的科学家们正在研究一种叫做蓝藻(blue-green algae)的光合细菌,他们已经确定了这种行为的根源,这种行为是由生物钟调节的。
这项发现由生物科学部副项目科学家阿诺德·塔顿和资深作者詹姆斯和苏珊·戈尔登领导,发表在《自然通讯》杂志上。
“我认为这篇论文证明了内部生物时间与环境时间相吻合的重要性,”加州大学圣地亚哥分校生物钟生物学中心主任、论文资深作者苏珊·戈尔登教授说人类有很多疾病,人们与环境的关系很差。这可能是由于一些习惯造成的,比如晚上光线太强,一天中偶尔吃点东西,不经常睡觉。在蓝藻中,生物时间和外部环境时间的对齐有很大的不同。”
色谱柱显示了一天中不同时间采集的蓝藻样本,这些样本与脱氧核糖核酸一起孵育,如果被吸收和掺入,就可以让它们在含有抗生素的培养基上生长。绿色在柱子上的增长表明更多的细胞吸收了DNA。中心的样本,大约在黄昏和深夜,比黎明时的样本(左边缘和右边缘)在提取DNA方面要好几千倍。来源:加州大学圣地亚哥分校金色实验室
科学家知道,在寻找新基因的过程中,细菌吸收了环境中的DNA。这样的过程确保有原材料产生遗传变异,这就是物种进化的方式。然而,这一令人费解的过程的细节只有少数有机体能理解。吸收DNA的能力通常受到严格的调控,这向科学家表明,不加选择地吸收外来基因对生物体有害。
在这项新的研究中,研究人员发现了蓝藻聚球藻中的DNA摄取机制,并发现其细胞内的生物钟在白天阻止了DNA的摄取,在晚上增强了这一过程。他们曾预言,时钟介导的某些黄昏高峰、黑暗诱导基因的表达是从环境中获取DNA的核心。他们发现,当黑暗发生时,细胞的内部时钟告诉他们现在是黄昏,DNA的吸收和结合急剧增加。相反,黑暗的时间与内部时钟时间不匹配,无法促进DNA的吸收和结合。
至于为什么早期的DNA吸收不被鼓励,而晚期的吸收却被增强,科学家们还不太确定。他们正在测试一些假设,比如当病毒更为普遍(在某些环境中是白天)的时候,是否有助于避免摄入潜在的危险DNA。
研究人员说:“这项研究提供了一个引人注目的例子,说明保持内部生物钟与外部环境保持一致的重要性,从而使过程在一天中的正确时间发生。”。
Mission:
There are mysteries in the universe we were never ment to solve.But who we are,and why we are here,are not among them.Those answers we carry inside.
宇宙中有许多谜团,是我们永远无法解开的,但我们的身份以及存在的原因,并非无法解答,这些答案就在我们躯体之中。
Whenever you look to the stars,think of one of them as my soul.Defend this family,algae,as they have you,defend all they can be.
当你抬头仰望星辰,请把其中的一颗星星,当成我的灵魂,请守护这一家人,藻类。如同他们守护你一般,守护他们,守护他们的未来。
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