藍綠菌是一類古老光合細菌，最近科學家發現，它們可以利用與調幅（AM）無線電傳輸相同的物理原理調節基因。
振幅調變（Amplitude Modulation，AM）簡稱調幅，是電子通訊使用的一種調變方法，最常用於無線電載波傳輸訊息：電流振盪產生強度與頻率恆定的波（載波），將要傳輸的訊息（如音樂、語音）訊號疊加在載波（振幅）上，聲頻會隨調變訊號振幅產生大小變化。
但最近，科學家在意想不到的生物身上發現這種通常與通訊技術相關的機制。
劍橋大學微生物學家 James Locke 教授、華威大學生物學家 Bruno Martins 領導的研究團隊指出，藍菌（cyanobacteria）會利用脈衝幅度的變化於細胞中傳遞訊息，細胞分裂週期做為「載體訊號」，藍菌作為內部計時機制的 24 小時生理時鐘則負責調節訊號。
細胞生物學有個長期存在的問題，即細胞如何整合 2 個振盪過程（細胞週期、晝夜節律）以不同頻率運作的訊號，為解決此難題，研究團隊使用單細胞縮時攝影顯微鏡追蹤替代性 σ 因子「RpoD4」如何表達、將 DNA 遺傳訊息轉錄為 RNA，再透過數學建模分析訊號處理機制。
將建模結果與顯微鏡數據進行比較，團隊發現 RpoD4 在僅產生細胞分裂的脈衝中開啟，而生理時鐘決定這些脈衝隨時間變化的強度。透過這種策略，細胞可以同時編碼 2 種振盪訊號：脈衝頻率中與細胞週期相關、脈衝強度中與 24 小時生理時鐘相關的資訊。
這是我們第一次觀察到使用脈衝幅度控制生物功能的生物鐘，揭示生物節律如何協同調節細胞過程，已知藍菌擁有所有生物體最簡單的生理時鐘，了解它們可以幫助科學家理解更複雜生物體（如人類、農作物）的生理時鐘運作基礎。
新論文發表在《Current Biology》期刊。
（首圖為示意圖，來源：pixabay）
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