Ett konsortium av forskare, särskilt från CNRS, CEA, INRA och universiteten i Aix-Marseille (Université de la Méditerrané), Paris-Sud, Toulouse och Grenoble 1, har analyserat genomet av bakterien Ramlibacter tataouinensis TTB310, även känd som "ökenbakterien". Avkodning av genomet avslöjade närvaron av kaiC, en gen med en funktion som tidigare endast hade hittats i vissa fotosyntetiska bakterier. I dessa bakterier styr kaiC en molekylär klockmekanism som reglerar deras cellcykel baserat på växlingen av dag och natt, i vad som kallas en endogen dygnsrytm. Dessutom tyder resultaten av studien på att denna gen tillåter "ökenbakterien", som är icke-fotosyntetisk, att koordinera sin cellcykel med vattnets kretslopp i varma, torra öknar.
Denna upptäckt öppnar nya vägar för forskning om rollen av dygnsrytmmolekylära klockor i miljöanpassningen av både fotosyntetiska och icke-fotosyntetiska bakterier. Dessa resultat publicerades online den 2 september av recensionen PLoS ONE.
Varma, torra öknar anses vara en av de mest extrema miljöerna, och därmed den mest utmanande för livsformer. Den primära begränsande faktorn för liv är den kraftigt begränsade vattentillgången, eftersom förutom regnepisoder är det enda tillgängliga vattnet i daggen som dyker upp i slutet av natten. Men dessa öknar uppvisar också andra miljömässiga begränsningar, såsom deras mycket mineraliska natur (mycket lite tillgängligt organiskt material), exponering för höga nivåer av UV-strålning och extremt varma temperaturer.
Det var under studier av bakterierna som är ansvariga för förändringen av Tataouine-meteoriten i öknen i södra Tunisien som forskare lyckades isolera en ny art av icke-fotosyntetisk bakterie (Ramlibacter tataouinensis), från betaproteobakteriegruppen [1] Denna bakterie, ramlibacter tataouinensis TTB310, har en ovanlig cellcykel som inkluderar två stadier: ett i vilket icke-rörliga, uttorkningsresistenta cystor produceras[2], och en andra där rörliga stavar som ansvarar för spridningen produceras. Således verkar det som om Ramlibacter tataouinensis TTB310 under dagen blockerar sin cellcykel i cystorproduktionsstadiet för att skydda sig mot värme och torrhet. Först i slutet av natten, när dagg dyker upp, utlöser bakterien antingen cystdelning eller det andra stadiet av sin cykel - där cystorna delar sig i rörliga stavar och sedan återgår till cystform efter spridning (se diagram).
Genomanalys av Ramlibacter tataouinensis TTB310 avslöjade först närvaron av en gen som sällan identifieras i icke-fotosyntetiska bakterier: kaiC-genen. Studien föreslog sedan att kaiC i denna bakterie hade en funktion som liknar den som finns i olika fotosyntetiska bakterier. Det verkar alltså som om denna gen fungerar som en endogen molekylär klocka som gör att Ramlibacter tataouinensis TTB310 kan koordinera sin cellcykel med vattentillgången i torra, heta öknar. Genomanalys av Ramlibacter tataouinensis TTB310 avslöjade också närvaron av gener relaterade till dess ovanliga cellcykel, såsom ett mycket stort antal intra- och extracellulära sign altransduktionskanaler.
Denna upptäckt förbättrar nuvarande kunskap om bakteriecellscykler och ger, med hänsyn till Ramlibacter tataouinensis TTB310, större insikt i hur denna cellcykel fungerar i samband med den molekylära klockan för att göra det möjligt för bakterien att anpassa sig till ökenförhållanden.
[1] Betaproteobakterier: en av fem underklasser av proteobakterier (tidigare kallad "gramnegativa bakterier").
[2] Uttorkning: en uttorkningsprocess som syftar till att eliminera så mycket fukt som möjligt.
