[ad_1]
Jan 8 (UPI) – Jam biologis tidak eksklusif untuk organisme multiseluler – penelitian baru menunjukkan bahwa bakteri juga dapat mengetahui waktu.
Jam internal, atau ritme sirkadian, membantu manusia, hewan, dan tumbuhan menjaga waktu, menyelaraskan berbagai proses biologis dengan perubahan siang-malam, serta pergeseran musim.
Pada manusia dan hewan lainnya, jam biologis yang berdetak di dalam sel membantu mengatur siklus tidur dan mendikte berbagai fungsi kognitif. Pada tumbuhan, ritme sirkadian mengontrol retensi air dan fotosintesis.
Para ilmuwan sebelumnya telah mengamati ritme sirkadian pada bakteri fotosintetik, tetapi tidak pernah sebelumnya pada bakteri non-fotosintetik yang hidup bebas – hingga sekarang.
Seperti dilaporkan Jumat di jurnal Science Advances, para peneliti mengidentifikasi ritme sirkadian aktif Bacillus subtilis, bakteri tanah non-fotosintetik – yang pertama.
Untuk mengamati jam kerja bagian dalam bakteri, peneliti menggunakan teknik bioluminesensi yang disebut pelaporan luciferase. Teknik ini menggunakan enzim untuk membuat gen target bersinar saat diaktifkan, atau diekspresikan.
Ilmuwan menargetkan dua gen – gen ytvA, yang mengkode fotoreseptor cahaya biru dalam bakteri, dan KinC, gen yang membantu produksi biofilm dan spora.
Selanjutnya, para peneliti mengamati dan membandingkan aktivitas dua gen di bawah kegelapan total dan di bawah siklus terang-gelap 12 jam.
Tingkat ytvA bakteri meningkat selama setengah hari cahaya dan berkurang selama 12 jam kegelapan. Butuh beberapa hari agar siklus tersebut dapat dikenali, dan bertahan bahkan setelah sel bakteri kembali ke kegelapan total.
Para peneliti juga memaparkan bakteri ke siklus perubahan suhu yang berbeda, memperkuat dan memperpanjang periode suhu yang lebih hangat dan lebih dingin. Gen merespons dengan menyinkronkan aktivitas mereka dengan siklus.
Alih-alih menghidupkan dan mematikan sebagai respons terhadap ambang suhu, gen menyesuaikan aktivitasnya secara bertahap agar sesuai dengan siklus perubahan suhu.
Dalam studi lanjutan, para ilmuwan mengatakan mereka berencana untuk menyelidiki asal muasal jam sirkadian di dalam sel bakteri.
Ada juga implikasi praktis yang harus dipertimbangkan. Bacillus subtilis digunakan dalam berbagai bahan dan teknologi sehari-hari, dari produksi deterjen hingga probiotik.
“Selain pertanyaan medis dan ekologi, kami ingin menggunakan bakteri sebagai sistem model untuk memahami mekanisme jam sirkadian,” kata rekan penulis studi Martha Merrow dalam siaran pers.
“Alat laboratorium untuk bakteri ini luar biasa dan memungkinkan kita untuk membuat kemajuan pesat,” kata Merrow, seorang profesor di Universitas Ludwig Maximilians di Jerman.
Persembahan dari : Togel Singapore Hari Ini