生病了得吃藥，但要想**起作用，服藥時間還是個關(guān)鍵。因為，這與人體晝夜節(jié)律（生物鐘）有關(guān)。例如，血壓在上午和下午各有兩次峰值，故降壓藥應(yīng)該安排在峰值到來前服用會更有效。

眾所周知，生物鐘與生命活動密切相關(guān)，它控制著幾乎所有包括我們?nèi)祟愒趦?nèi)許多動植物的生物過程，包括我們的睡眠-醒覺、動物的晝行夜伏、植物的春華秋實，以及我們的代謝功能和認知過程。

此前有研究表明，這種以24小時為周期的內(nèi)部時鐘在光合**中也得到證實。光合**利用光線產(chǎn)生化學(xué)能；但非光合**是否也受晝夜節(jié)律的支配科學(xué)家對此還知之甚少。

近日，發(fā)表在《Science Advances》上的一項研究中，來自德國慕尼黑大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團隊**發(fā)現(xiàn)，非光合**中也有生物鐘。它們通過光線或環(huán)境溫度感知周期，使其分子適應(yīng)**中的時間。這一發(fā)現(xiàn)將給生物醫(yī)學(xué)、生物農(nóng)業(yè)和工業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域帶來有價值的信息。掌握了**的晝夜節(jié)律，在未來，臨床給藥的時間將變得更加精準。

在這項新研究中，研究人員選擇了非光合枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）作為實驗?zāi)Ｐ停@是一種耐寒且經(jīng)過充分研究的多功能微生物，分布在土壤及腐敗的有機物中，也包括人類在內(nèi)的許多動物胃腸道中。枯草芽孢桿菌已廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、動物飼料生產(chǎn)、植物抗病、水產(chǎn)養(yǎng)殖和水質(zhì)凈化諸多領(lǐng)域。

雖然枯草芽孢桿菌不進行光合作用，但由于光感受器的存在使它們對光線也十分敏感。先前對枯草芽孢桿菌的觀察提供了線索，它們的基因活性和生物膜形成過程可能會根據(jù)環(huán)境線索（光照水平或溫度變化）遵循晝夜周期。

為了深入研究，研究人員將枯草芽孢桿菌暴露在連續(xù)12小時光照和12小時黑暗的環(huán)境中，然后檢測其基因表達活性。

在光/暗交替周期中，編碼藍光受體ytvA基因的表達在黑暗時增加，在明亮?xí)r減少，這表明晝夜節(jié)律在這一過程中發(fā)揮作用。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在持續(xù)黑暗的條件下，枯草芽孢桿菌的生物鐘仍然存在，但周期延長。在沒有光信號的情況下，其生物鐘沒有嚴格遵循24小時的周期。

在另一項實驗中，研究人員采用溫度循環(huán)的方式觀察。

同樣，當溫度在25.5°C和28.5°C之間以12小時為周期循環(huán)時，ytvA基因的表達也出現(xiàn)起伏，與光照一樣，在自由運行的實驗中（與環(huán)境線索不同步）循環(huán)持續(xù)時間更長。

這兩項實驗結(jié)果告訴我們，非光合**也具有生物鐘。

研究通訊作者、慕尼黑大學(xué)的時間生物學(xué)家Martha Merrow說：“雖然這些發(fā)現(xiàn)目前只涉及一種**，但這是研究人員**在非光合**中發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象，這可能讓我們對**這個整體的理解有著巨大影響，因為**占地球總生物量大約15%。”

研究人員推測生物鐘可能在某種程度上受到轉(zhuǎn)錄-轉(zhuǎn)譯反饋系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，也可能與代謝周期有關(guān)。目前還不清楚是否存在某種形式的核心時鐘可以控制枯草芽孢桿菌的晝夜節(jié)律，就像人體中的一樣，但研究人員指出這是一種可能性。

研究人員表示，研究枯草芽孢桿菌的核心時鐘，或者它們是否存在多個時間振蕩器將為我們提供更多有價值的信息。

無論如何，24小時生物鐘對**的影響可能具有重要的意義，這不僅是在科學(xué)上對**生物學(xué)的理解，而且還包括生物醫(yī)學(xué)、生物農(nóng)業(yè)以及工業(yè)生物技術(shù)等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。

研究共同通訊作者、丹麥科技大學(xué)的生物工程部**相互作用和進化組ákos Kovács博士說：“枯草芽孢桿菌除了用于人類和動物的益生菌外，還用于日化生產(chǎn)，乃至到作物保護等各種領(lǐng)域。因此，在這種**中設(shè)計生物鐘將使不同的生物技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。”(生物谷Bioon.com）

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