আধুনিক কালের সায়ানোব্যাকটিরিয়ায় সার্কেডিয়ান ঘড়িটি আরও ভালভাবে বুঝতে, একটি জাপানি গবেষণা দল প্রাচীন টাইমকিপিং সিস্টেমগুলি অধ্যয়ন করেছে। তারা আধুনিক সায়ানোব্যাকটিরিয়ায় কাইয়া, কাইব এবং কাইইসি (কাই-প্রোটিন) এর ঘড়ির প্রোটিনগুলির দোলন পরীক্ষা করেছিল, এটি পৈত্রিক কাই প্রোটিনের কার্যকারিতার সাথে তুলনা করে।
তাদের গবেষণা প্রকাশিত হয় প্রকৃতি যোগাযোগ 15 ই মে, 2025।
“দক্ষ আলোকসংশ্লিষ্ট প্রতিক্রিয়া অর্জনের জন্য পৃথিবীর ঘূর্ণন দ্বারা হালকা-অন্ধকার পরিবেশ চক্রের পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য একটি সার্কেডিয়ান ঘড়িটি ব্যবহার করে। আমরা যখন প্রাচীন ব্যাকটিরিয়া সার্কেডিয়ান ঘড়িটি অর্জন করেছিলেন এবং এই সম্পত্তিটি কীভাবে বর্তমান সায়ানোব্যাক্টোরিয়া দ্বারা উত্তরাধিকার সূত্রে প্রাপ্ত হয়েছিল, তখন আমরা জানতে চেয়েছিলাম।”
সায়ানোব্যাকটিরিয়া, যাকে কখনও কখনও নীল-সবুজ শেত্তলা বলা হয়, হ’ল আলোকসংশ্লিষ্ট ব্যাকটিরিয়া যা পৃথিবীর মহাসাগর এবং বায়ুমণ্ডলকে গুরুত্বপূর্ণ উপায়ে প্রভাবিত করে। বিজ্ঞানীরা জানেন যে সায়ানোব্যাকটিরিয়ার সর্বাধিক সাম্প্রতিক সাধারণ পূর্বপুরুষ প্রায় 3 বিলিয়ন বছর আগে উত্থিত হয়েছিল। এটি গ্রেট অক্সিডেশন ইভেন্টের মাধ্যমে বর্তমান বাস্তুতন্ত্রের মধ্যে বিকশিত হয়েছিল, যা ঘটেছিল যখন পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে অক্সিজেনের মাত্রা প্রায় ২.৩ বিলিয়ন বছর আগে বেড়েছে। এই বিবর্তনটি কমপক্ষে দুটি স্নোবল পৃথিবীর ইভেন্টের মধ্য দিয়ে অব্যাহত ছিল, প্রায় ২.৪ এবং ০.7 বিলিয়ন বছর আগে, যখন গ্রহটি বরফে আচ্ছাদিত ছিল এবং নিওপ্রোটেরোজাইক অক্সিজেনেশন ইভেন্টের মাধ্যমে, যখন পৃথিবীর অক্সিজেনের মাত্রা দ্বিতীয়বার বেড়েছে। নিওপ্রোটেরোজিক অক্সিজেনেশন ইভেন্টটি 800 থেকে 540 মিলিয়ন বছর আগে ঘটেছিল।
জীবাশ্ম এবং আণবিক বিবর্তন মডেলগুলির অধ্যয়নের মাধ্যমে বিজ্ঞানীরা পরামর্শ দিয়েছিলেন যে সায়ানোব্যাকটিরিয়ার সর্বাধিক সাম্প্রতিক সাধারণ পূর্বপুরুষ ইতিমধ্যে আদিম অক্সিজেন সালোকসংশ্লিষ্ট সিস্টেমের অধিকারী ছিলেন। সালোকসংশ্লেষণের দক্ষতা হালকা-অন্ধকার পরিবেশ চক্র দ্বারা দৃ strongly ়ভাবে প্রভাবিত হয়। গ্রেট জারণ ইভেন্টের সময় সালোকসংশ্লেষণ সক্রিয় হয়ে উঠলে আদিম সায়ানোব্যাকটিরিয়ার একটি টাইমকিপিং সিস্টেম ছিল কিনা তা পরীক্ষা করার জন্য গবেষণা দলটি পরীক্ষা করেছিল। এটি বিজ্ঞানীদের সার্কেডিয়ান ক্লক সিস্টেমগুলির শারীরবৃত্তীয় উত্স বুঝতে সহায়তা করতে পারে।
বিজ্ঞানীরা সার্কেডিয়ান ঘড়িগুলি চিহ্নিত করেছেন, সেই অভ্যন্তরীণ টাইমকিপাররা যেগুলি জীবাণু, ছত্রাক, গাছপালা এবং স্তন্যপায়ী প্রাণীর মতো বিভিন্ন জীবের 24 ঘন্টা ঘড়িতে চালানোর জন্য একটি জীবকে গাইড করে। গবেষণা দল সায়ানোব্যাকটিরিয়া স্ট্রেন ব্যবহার করে সায়ানোব্যাকটিরিয়ার সার্কেডিয়ান ঘড়িটি অধ্যয়ন করেছিল সিনেকোকোকাস এলঙ্গাটাস। তারা ক্লক প্রোটিন কাইকে ব্যবহার করে একটি টেস্ট টিউবে ক্লক দোলকটি পুনর্গঠন করেছিল। সময়ের সাথে কীভাবে স্ব-টেকসই কাই-প্রোটিন দোলকগুলি বিকশিত হয়েছে তা নির্ধারণ করার জন্য তারা পৈতৃক কাই প্রোটিনগুলির কার্য ও কাঠামোও পরীক্ষা করে।
হালকা-অন্ধকার চক্রগুলি সায়ানোব্যাকটিরিয়ায় কতটা দক্ষ সালোকসংশ্লেষণকে প্রভাবিত করে তা জেনে, দলটি নির্ধারণ করতে চেয়েছিল যে প্রাচীন সায়ানোব্যাকটিরিয়া যখন প্রাচীন অক্সিডেশন ইভেন্টগুলি ঘটেছিল এবং সালোকসংশ্লিষ্ট সিস্টেমগুলি প্রথম প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল তখন একটি স্ব-টেকসই সার্কেডিয়ান ঘড়ির অধিকারী ছিল কিনা।
তারা আবিষ্কার করেছেন যে দ্রুত ছন্দবদ্ধ ঘটনাটি পৈতৃক ঘড়ির প্রোটিনগুলিতে এনকোড করা হয়েছিল। “প্রাচীন সায়ানোব্যাকটেরিয়াল ঘড়িটি 18 থেকে 20 ঘন্টা চক্রের সাথে সিঙ্ক্রোনাইজ করা হয়েছিল This এর অর্থ হ’ল পৃথিবীর ঘূর্ণন সময়ের ইতিহাসটি ক্লক প্রোটিন অণুগুলির বিবর্তনকে চিহ্নিত করে পুনরুদ্ধার করা হয়েছে,” আণবিক বিজ্ঞানের ইনস্টিটিউটের সহকারী অধ্যাপক ইয়োশিহিকো ফুরাইক বলেছেন।
দলের ফলাফলগুলি দেখায় যে পৈত্রিক ব্যাকটেরিয়ার প্রাচীনতম কাইকের ছন্দবদ্ধ গুণাবলীর জন্য প্রয়োজনীয় ফাংশন এবং কাঠামোর অভাব ছিল। আণবিক বিবর্তনের মাধ্যমে, পৈত্রিক কাই প্রোটিনগুলি বিশ্বব্যাপী জারণ এবং স্নোবল পৃথিবীর ইভেন্টগুলির চারপাশে প্রয়োজনীয় ফাংশন এবং কাঠামো অর্জন করেছিল। অবশেষে সালোকসংশ্লেষণে সক্ষম সায়ানোব্যাকটিরিয়ার সর্বাধিক সাম্প্রতিক সাধারণ পূর্বপুরুষ এই স্ব-টেকসই সার্কেডিয়ান দোলকের উত্তরাধিকার সূত্রে প্রাপ্ত।
এই ফলাফলগুলি ক্রোনোবায়োলজি সম্পর্কে বিজ্ঞানীদের বোঝার ক্ষেত্রে অত্যন্ত সহায়ক। “আমাদের চূড়ান্ত লক্ষ্যটি হ’ল সংশোধিত সায়ানোব্যাকটিরিয়া ডিজাইন করা যা কাই-প্রোটিন দোলকের সময়কালকে সংক্ষিপ্ত বা দীর্ঘায়িত করে পৃথিবী ব্যতীত অন্য গ্রহ এবং উপগ্রহের ঘূর্ণন সময়ের সাথে খাপ খাইয়ে নিতে পারে। সায়ানোব্যাকটিরিয়া তাদের ঘড়িতে 24 ঘন্টা সময় নিয়ে দীর্ঘ সময় নিয়েছে,” আমরা আধুনিক জ্ঞান ও প্রযুক্তি ব্যবহার করে আরও সুচিন্তিত বিবর্তন অর্জন করতে সক্ষম হতে পারি, “বলেছেন।
গবেষণা দলে জাপানের ফুকুই প্রিফেকচারাল ইউনিভার্সিটি থেকে অতসী মুকাইয়ামা অন্তর্ভুক্ত রয়েছে; ইয়োশিহিকো ফুরিউইকে, কোটা হরিওচি, কান্তা কোন্ডো এবং জাপানের আণবিক বিজ্ঞান, ওকাজাকি, জাপানের সোকেন্দাই, ওকাজাকি, জাপানের সোকেনডাই, ইনস্টিটিউট থেকে শুজি আকিয়ামা; জাপানের নাগোয়া বিশ্ববিদ্যালয় থেকে কুমিকো ইটো-মিওয়া; জাপানের ওকাজাকি ইনস্টিটিউট ফর মলিকুলার সায়েন্সের ইনস্টিটিউট থেকে ইয়াসুহিরো ওনো; ওসাকা বিশ্ববিদ্যালয়, জাপানের আইকি ইয়ামশিতা।
এই গবেষণাটি অ্যামেডের ড্রাগ আবিষ্কার এবং জীবন বিজ্ঞান গবেষণা, বৈজ্ঞানিক গবেষণা, টেকেদা সায়েন্স ফাউন্ডেশন এবং টয়োকি স্কলারশিপ ফাউন্ডেশনের জন্য অনুদান-সহায়তা-সহায়তা থেকে সহায়তা করার জন্য প্ল্যাটফর্ম প্রকল্প দ্বারা অর্থায়ন করা হয়েছিল।