41、肠道共生细菌产气克雷伯菌的昼夜节律组织

肠道共生细菌产气克雷伯菌的昼夜节律组织

1. 引言

昼夜节律钟是大多数生物进化出的一种机制，用于预测环境中的日常变化，如昼夜循环或每日温度波动，并协调生物体内的复杂过程。这些时钟产生的每日振荡调节代谢和行为变化，以适应环境的24小时变化。到目前为止，所有研究过的生物的昼夜节律都有一些共同特征：
- 昼夜节律是内源性产生的，当生物处于恒定的环境条件（如恒定温度、光照和/或黑暗）时，节律仍会持续。通常，这些节律的周期接近但很少恰好为24小时。
- 昼夜节律的周期对恒定环境温度（TA）的变化反应很小，在支持生命的TA下，被认为对温度不敏感或具有温度补偿性。
- 昼夜节律可以被环境变化的周期性模式所同步。这些通常是明暗（LD）模式，但也可以是TA变化模式，如高低TA循环。

虽然昼夜节律的表达在真核生物中几乎是普遍存在的，但已被证明具有昼夜节律的原核生物数量却非常少，尽管原核生物的遗传多样性和生态分布远远超过真核生物。多年来，科学家们认为细菌由于其较短的世代时间（通常短于24小时）而不具备昼夜节律钟。然而，在蓝藻中发现强大的昼夜节律钟打破了这一观念。蓝藻的核心振荡器由三种蛋白质（KaiA、KaiB和KaiC）组成，它们驱动基因表达、细胞分裂、光合作用和细胞代谢各方面的昼夜节律。KaiB和KaiC蛋白的同源物可以在许多其他微生物中找到，但到目前为止，KaiA同源物仅在蓝藻中被鉴定出来。其他不表达kaiABC操纵子的细菌也有昼夜生长节律的报道，但这些微生物中从未有过强大而持久的昼夜节律特征描述。

人体肠道细菌可能不会受到最常见的时间信号——LD循环的影响。然而，它们仍然会遇到体温的每日波动、营养物质的可用性、胃肠激素以及宿主提供的抗菌肽和肠道黏膜抗体水平的变化。最