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肠道细菌有自己的生物钟

 华工卧虫 2016-08-13

肠道细菌有自己的生物钟

一盘产气肠杆菌表现出群集现象时,看起来就像一个钟表盘一样

生物钟是一种内部机制,它负责驱动24小时的周期节律,告诉身体何时睡、何时醒以及何时吃饭。现在,一项新研究发现,生活在肠道内的细菌体内也有它们的生物钟。

这项研究发表在《PLOS ONE》上(见左下角阅读原文)。该论文作者,英国的博士后学者Jiffin Paulose说:“我们是这些细菌时钟的指导者,就像太阳指导着我们体内的生物节律一样。”

Paulose和生物学教授Vincent Cassone发现,人类肠道内的产气肠杆菌表现出了昼夜节律模式,因为它对褪黑素敏感,褪黑素是一种在黑夜中生成的激素,它可以促进睡眠。

虽然褪黑素由大脑中的松果体产生,但是它贯穿胃肠道(GI)系统。此外,还有很多食物也含有褪黑素。GI系统的生物钟能够协调光线和饮食时间。

Paulose说,褪黑素对细菌的影响非常明显:当暴露于褪黑素的水平类似在肠道发现的水平时,单个细胞开始相互交流并协调细胞群集和分裂的时间,这种现象称为群集现象。

“群集现象在褪黑素中存在,每24小时都会发生,并且能引导我们发现生物钟的存在。”他说。

这是首次证明蓝藻细菌门(phylum Cyanobacteria)以外的原核生物有生物钟存在,这项发现表明,蓝藻细菌和产气肠杆菌有共同进化的原代菌群。

Cassone说:“如果未来的研究工作证明这是真的,那么昼夜节律组织的进化比35亿年前出现的产氧光合作用还要早。”

他们的发现还指出,脊椎动物的整体节律组织是多个昼夜节律起搏器组织成的一个分层时钟系统。Paulose说,他们必须把与身体共存的细菌作为这个层级的一部分。

他说:“不仅仅是我们向肠道、口腔、皮肤等部位的细菌发送信号(褪黑素),细菌也会发送信号对我们产生影响,影响的范围从分子等级一直到整体行为。在不远的将来,这种大规模节律协调生物学和临床意义将被发现。”

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