Биологи из Массачусетского технологического института и Калифорнийского университета (Сан-Диего) доказали, что клетки в цианобактериях живут примерно по тому же распорядку, что и люди. Пусть сна в привычном для нас смысле этого слова у бактерий нет, но размножаются они строго по часам.

Ученые уже знали, что хотя цианобактерии и не спят, как мы и животные, у них тоже есть чередующиеся циклы активности и отдыха и в их сутках те же 24 часа, как и у нас. Это объясняется тем, что для жизненно важного для бактерий процесса фотосинтеза им необходим солнечный свет. Поэтому активны они в основном днем, а по ночам «спят».

Сейчас американские биологи, пишет журнал Science, впервые продемонстрировали, что суточные часы регулируют скорость деления клеток бактерий, т.е. руководят их размножением. У многоклеточных животных, включая людей, деление клеток является критическим процессом для возобновления и «ремонта» организма. Вышедшее из-под контроля деление клеток приводит к онкологическим заболеваниям, поэтому понимание этого процесса очень важно, говорит профессор молекулярной биологии из Калифорнийского университета Сьюзен Голден, автор статьи в Science.

Цианобактерии продолжают жить по суточному ритму даже тогда, когда лишены привычного ритма день/ночь, определяющегося восходом и заходом солнца. В этом они, кстати, похожи на людей, которые продолжают подчиняться циркадным часам и без естественного света.

Сьюзен Голден с коллегами целую неделю внимательно следила за определенной группой клеток, которые были помещены под постоянное, но неяркое освещение. Для того чтобы не пропустить участниц эксперимента, ученые пометили белки, отвечающие за суточные часы, специальным желтым белком. Это позволяло знать местонахождение каждой клетки в течение суток. Кроме этого, они фотографировали каждые 40 минут клетки и знали, когда те начинают и заканчивают делиться.

Наблюдения показали, что клетки цианобактерий делятся в среднем раз в день. Причем происходит это примерно в середине 24-часового цикла, т.е. примерно в полдень.

Чтобы выяснить, как сильно процесс деления клеток зависит от циркадного ритма, биологи попытались ускорить процесс деления клеток, усилив для этого яркость света. Клетки при этом благодаря фотосинтезу получали больше энергии. Получая больше света и энергии, клетки цианобактерий начинали делиться чаще, но ритм все равно был крепко привязан к циркадному регулятору: сначала делилась одна четверть клеток, через какое-то время -- оставшиеся три четверти.

Наблюдения за цианобактериями принесли и другие интересные результаты. Например, выяснилось, что бактерии даже отдыхают примерно столько же, сколько люди. Отдых у них наступает через 19 часов после начала циркадного цикла, т.е. в семь часов вечера, если перевести на привычные для нас часы. Новое деление начинается в следующем цикле.

Подобный принцип наблюдения за клетками можно использовать для изучения отношений между циркадным ритмом и любыми другими периодическими функциями клеток. Наиболее логическими объектами для наблюдений являются клетки дрожжей и млекопитающих.

Что касается профессора Голден, то она планирует и дальше изучать связь между суточными часами и белками, контролирующими деление клеток в цианобактериях.