• 新研究使我们更进一步了解潮汐如何滴答作响
  • 内斗如何使黑猩猩有毒
  • 新发现的细菌可能有助于蜜蜂滋养幼虫
  • 关于病毒如何利用宿主蛋白的优势的新见解
  • 科学家调整CRISPR加快基因组编辑
  • 大型食肉动物栖息地的全球分析
  • 随着我们的身体开始形成,驯服随机的基因变化
  • 标有彩色条形码的基因可提供单个细胞的精确即时快照
  • 发现使科学家可以同时索引数千个细胞,是当前方法的40倍
  • 什么是利基?研究人员说,是时候重新考虑微生物生态学了
  • 微生物组研究表明海洋线虫不是挑食者
  • 活跃的季节和较少的冻融事件导致最微小的北极大使发生重大变化
  • 研究小组发现了一种细菌毒素的作用机理
  • 研究人员发现细菌可以将记忆传递给后代
  • 研究人员发现玉米如何打破遗传规律
  • 体力活动会影响后代的健康吗?
  • 卡特彼勒的“愤怒之路”可能影响移民
  • 基因组测序显示鲸鱼混杂在一起
  • 植物在发芽中“避险”-提高农作物产量的途径
  • 座头鲸怀孕率较高表明它们正在反弹
  • 蝙蝠在秋季交配季节变得安静
  • 南美鬼刀鱼中发现导致电鱼“火花”的基因
  • 猫鼬从榜样而不是父母那里继承行为
  • 分子刹车分子控制转运蛋白,直到轮到它们移动为止
  • 在大角gam三重奏中观察到一夫多妻制
  • 斑马雀的社交经历改变了他们的基因组DNA,改变了学习能力
  • 鲨鱼可以欣赏爵士音乐
  • 一次分析基因组数百个变异
  • 科学家发现基因激活的缺失因素
  • 工程师率先开发出更环保,更便宜的生物燃料生产技术
  • 大肠杆菌重新布线以控制生长,因为专家让他们制造出用于医学的蛋白质
  • 公民科学观鸟数据超过科学标准
  • 新研究证实了野生生物在调节世界植物中的作用
  • 细胞说出时间的三个基本基因
  • 为什么植物对重力如此敏感:低点
  • 植物DNA如何避免紫外线辐射的破坏?
  • 轻按一下开关即可治疗心血管疾病
  • 建立制造蛋白质的机器
  • 鱼精子的成功之路
  • 在雄性海豚​​联盟中,“每个人都知道你的名字”
  • RNA分子电影指导药物发现
  • 研究人员发现遗传“拨号”可以控制猪的体型
  • 与寨卡病毒抗争,登革热从细菌的可靠传播中获得帮助
  • 将CRISPR从剪子剪刀带到文字处理器
  • 认为黑猩猩的床比人类的床更脏吗?再想一想
  • 打击稻瘟病的突破
  • 小鼠“窃听”大鼠的眼泪信号
  • 决定一生生殖成功的主要因素是运气,而非运气
  • 研究表明,狗喜欢吃脂肪,而猫出乎意料地倾向于摄入碳水化合物
  • 对寄生虫生物学的新认识可能有助于阻止疟疾传播
  • 新研究使我们更进一步了解潮汐如何滴答作响

     时间:2021-04-07 19:05:16  来源:

    几乎所有生物都有一个内部生物钟,该生物钟将其行为与其生活环境同步。内源性生物钟遵循主要的周期性节律:昼夜受太阳影响的24小时过渡,受月球周期控制的潮汐涨潮和落潮12.4小时,以及年度季节性变化。

    据推测,生活在浅水中的生物比太阳和太阳更受月亮和潮汐周期的影响,因此大多表现出昼夜节律,而不是昼夜节律。顾名思义,大约(大约)潮汐节奏是在潮汐振荡之后约12.4小时的节奏,其高潮和低潮大约每六个小时交替出现一次。因此,潮间带生物通常在一天的一部分时间内被水淹没,其余时间则暴露在潮下。在这种类型的环境中进化可能是它们适应内生潮汐时钟的强大动力。

    过去一个世纪进行的无数研究已经帮助人们全面了解了生物钟的工作原理,而且重要的是,哪些基因参与了生物钟的滴答。这些研究主要在通常的生物模型生物中进行,但近年来已扩展为其他“现实世界”物种,例如热带珊瑚,树栖猴子以及来自广泛栖息地的许多其他物种。

    地球上的生命开始了它在海上的旅程,大概在很大程度上受到了潮汐周期的影响,而潮汐周期可能演变成了24小时周期。因此,为了了解计时的工作原理,重要的是首先了解其在海洋中的工作方式,尤其是在浅水区。

    在一项为期四年的首次转录组研究中,巴伊兰大学的研究人员着手广泛研究潮间带的Cellana rota的节律性。这项研究的目的是利用轮虫了解由两个强烈的外在节律,昼夜节律和潮汐周期所表现出来的世界的时空格局,以及它们对生物体生物钟的影响。迄今为止,在这一领域进行的研究很少,关于潮汐节律的分子基础仍然知之甚少。他们的发现结果今天发表在科学报告杂志上。

    在整个研究过程中,研究人员通过部署在以色列南部埃拉特海岸上的定制相机设置,收集了数十万张图像。摄像头设置可以连续数年(昼夜)监视帽贝种群。很少有研究在诸如潮汐带这样具有挑战性的环境中对动物行为进行长期,高分辨率的采样。对该数据的一部分进行了量化,表明这些帽贝具有强劲的潮汐节奏,而且奇怪的是,仅在一年中的某个特定时间,它们的行为仅表现为昼夜节律。

    在三天的过程中,白天和黑夜(红外照明)每五分钟拍摄一张图像组成的视频。速度x16,方便观看者。可以看到,随着潮汐的上升和下降,帽贝在巨石上上下移动,在涨潮和退潮期间都没有运动。信用:伊斯雷尔·施尼泽(Yisrael Schnytzer)

    然后,研究人员从潮汐和潮汐的自然栖息地移走了贝类,并将它们带入实验室,并在恒定的条件下(即没有潮汐或昼夜节律的情况下)将它们抱住,以便确定它们确实具有内部时钟和不仅与潮起潮落同步。研究人员正确地预测,如果有机体具有内部时钟,它将在实验室中以潮汐的方式继续运转,所以他们做到了。然后,将帽贝在这些恒定条件下保持更长的时间,以使其节奏失去同步。然后,研究人员建立了一个具有新颖机制的水族馆,该水族馆每12.4小时向它们喷水一次,以模仿潮汐周期。该过程再次使帽贝具有模仿它们在自然界中所暴露的节奏的能力。

    “我们确定帽贝具有潮汐节奏。Bar-Ilan大学Mina和Everard Goodman生命科学学院的Yisrael Schnytzer说,在实验室条件下,他们根本没有考虑白天和黑夜的周期,他将这一研究作为他的博士论文的一部分在Yair Achituv教授和Oren Levy教授的指导下。

    随后,研究人员回到埃拉特(Eilat),在两个小时内的四个小时中,每四个小时从一块巨石上取样了7.5亿美元。他们希望获得一个高分辨率的采样,该采样将有助于随着时间的推移解密“帽贝”基因表达的模式。

    研究人员与Ariel大学的Mali Salmon-Divon博士以及Bar-Ilan大学的Hiba Waldman Ben Asher博士合作,他们组装了转录组。他们进一步与华盛顿大学医学院的Michael Hughes教授和Li Jiajia Li博士合作,对转录组进行了节奏分析。Schnytzer说:“我们发现,潮汐而非昼夜节律中表达的基因更多,这不足为奇,基于我们在海上和实验室中的观察结果。”这与以前的研究相反,前些研究表明,即使在潮汐区,昼夜节律也是主要的。更重要的是,研究人员发现,所有核心生物钟基因均未表现出典型的生物钟节律。他们大多是心律不齐的,其他研究非模式海洋生物的人也观察到了这一现象,特别是那些位于潮汐带的生物。然而,他们的确发现一些已知与昼夜节律时钟有关的基因,尽管不是其核心,但仍表现出潮汐节律性。

    “这使我们相信潮汐和生物钟是相同的,并且这些基因在不同环境条件下的表达方式具有一定的可塑性,或者至少在某些“假定的”生物钟中有一定的可塑性。基因参与这两种计时机制,但潮汐时钟的核心仍在逃避我们……施尼茨说。

    迄今为止,这些研究人员是第一个进行此类综合研究的人,结合了自然界的长期观察以及转录组研究支持的实验室。他们提供了进一步的线索,包括可能与潮汐“时钟”相关的基因清单,使我们更加了解这种逃避机制的工作原理,如上所述,这或许早于我们自己的时钟。

     

    郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如有侵权行为,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。

    相关阅读