バクテリアは季節を先取りできるシアノバクテリアにおける光周性

2024年9月6日 17:30

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研究論文

生理学

バクテリアは季節を先取りできるシアノバクテリアにおける光周性

https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado8588

Maria Luísa Jabbur https://orcid.org/0009-0007-0486-3881, Benjamin P. Bratton https://orcid.org/0000-0003-1128-2560, andCarl Hirschie Johnson https://orcid.org/0000-0003-2878-3193 著者情報 & 所属機関

サイエンス
5 9月 2024
第385巻 6713号
pp. 1105-1111
DOI: 10.1126/science.ado8588

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編集者の要約

長寿の動植物は、季節による日長の変化に応じて生理機能を適切に調節していることが明らかである。Jabburらは、シアノバクテリアが、1日の光周期よりも短い数時間しか生きていないにもかかわらず、同じことができることを発見した。冬に特徴的な短い光周期にさらされることで、これらのシアノバクテリアは寒冷環境に適応するために膜脂質や遺伝子発現を調整するようになった。これらの応答には、機能的な概日時計が必要であった。このように、光周期の集団感知は、おそらくストレス経路の改良として、早い時期に進化したようである。-L. ブライアン・レイ

要旨

光周期の時間計測とは、植物や動物が昼と夜の長さの違い（光周期）を計測し、その情報を使って気温の年周期など重要な季節変化を予測する能力のことである。この時間維持現象は、生殖腺刺激、開花、冬眠など、高等生物の適応反応を引き起こす。予想外なことに、われわれはシアノバクテリア（単細胞の原核生物で、生成時間は5〜6時間と短い）でこの能力を観察した。冬のような短い日数にさらされたシアノバクテリアは、膜脂質の脱飽和と、ストレス応答経路を含む遺伝子転写の差次的プログラムによって、寒さに対する抵抗力を増強した。真核生物と同様に、この光周性時間維持には無傷の概日時計が必要であり、光周期の複数サイクルにわたって発達した。したがって、光周性タイムキーピングは、これまで考えられていたよりもはるかに単純な生物で進化し、季節ごとに繰り返されるストレスに対する遺伝的応答を可能にしたのである。

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参考文献と注釈

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