Scienziati scoprono la sorprendente complessità degli orologi circadiani batterici
Il 10% di tutte le forme di vita è composto da batteri, ma solo di recente abbiamo scoperto che, come gli esseri umani, anche i batteri del suolo possiedono orologi interni. Questi ritmi circadiani allineano le loro attività con il ciclo giorno-notte di 24 ore della Terra.
• Il ruolo dell’orologio circadiano nei batteri
Una nuova ricerca mostra quanto siano complessi e sofisticati questi orologi circadiani batterici, aprendo la strada a una nuova ed entusiasmante fase di studio. Questo lavoro offrirà diverse opportunità, dalla precisione nell’uso degli antibiotici, all’ingegneria di microbiomi intestinali e del suolo più intelligenti.
Una collaborazione internazionale tra l’Università Ludwig Maximillian di Monaco (LMU Monaco), il John Innes Centre, l’Università Tecnica della Danimarca e l’Università di Leiden, ha fatto la scoperta esaminando l’espressione genica come prova dell’attività dell’orologio nel batterio del suolo diffuso Bacillus subtilis .
Il ruolo dell’orologio circadiano nei batteri
L’autrice principale, la Dr.ssa Francesca Sartor (LMU Monaco), riferisce: “L’orologio circadiano in questo microbo è pervasivo: vediamo che regola diversi geni e una serie di comportamenti diversi”. Il Professor Antony Dodd del John Innes Centre ha aggiunto: “È sorprendente che un organismo unicellulare con un genoma così piccolo abbia un orologio circadiano con alcune proprietà che evocano orologi in organismi più complessi”.
Un precedente lavoro di questo team collaborativo aveva dimostrato l’esistenza di un orologio circadiano in una ceppo di questo batterio derivato in laboratorio. Questa è stata la prima volta che gli orologi circadiani sono stati osservati nel batterio Bacillus subtilis. I ricercatori hanno utilizzato una tecnica che inserisce un enzima chiamato luciferasi che produce luce quando un gene viene espresso. Questa bioluminescenza ha guidato il team nel monitoraggio dell’orologio batterico man mano che le condizioni variavano.
Implicazioni della scoperta
Il Professor Martha Merrow della LMU Monaco ha dichiarato: “Questo studio mostra che gli orologi circadiani si trovano ampiamente in Bacillus subtilis. Potremmo sfruttare la conoscenza dell’orologio per migliorare i risultati sanitari e aumentare la sostenibilità della produzione alimentare o della biotecnologia”.
Il team sta sviluppando Bacillus subtilis come organismo modello per lo studio degli orologi circadiani nei batteri. Uno dei prossimi passi è capire quali geni stanno operando per costituire il meccanismo dell’orologio. Il team è anche curioso di scoprire come l’orologio circadiano di B. subtilis dipenda dall’organizzazione multicellulare per la sua piena funzionalità.
In conclusione, la scoperta della presenza di orologi circadiani nei batteri del suolo rappresenta un passo significativo nel campo della biologia circadiana. Questa scoperta potrebbe avere implicazioni importanti per la biotecnologia, la salute umana e la scienza delle piante, portando a una nuova comprensione di come si formano i microbiomi e di come gli antibiotici funzionano in determinati momenti della giornata per interrompere i batteri patogeni.