Summarize Paper logo SummarizePaper.com

Résumé IA · DOI: 10.64898/2026.11.03.761655 · bioRxiv: Microbiology

Intrinsic timekeeping in Escherichia coli

A. A. Crofts, A. Bates, J. S. Takahashi, L. V. Hooper
Article original Publié le 04 Nov. 2026 bioRxiv preprint Licence : CC BY 4.0 Aussi en : en

Comment lire ce résumé ? Guide illustré

L’essentiel

Des cycles de température synchronisent chez E. coli des rythmes de biofilm proches de 24 heures, dont les auteurs situent le mécanisme autonome dans le phosphorelais Rcs.

Question

E. coli peut-elle anticiper des cycles environnementaux prévisibles au moyen d’un rythme autonome, et quels mécanismes assurent cette synchronisation et ce maintien ?

Méthode

Les auteurs ont suivi la formation de biofilms sur agar, en enregistrant les motifs de curli et l’activité du promoteur fliC après des cycles alternant 25,5 °C et 28,5 °C toutes les 12 heures, puis lors d’un maintien à température constante. Ils ont étudié des mutants du système Rcs, suivi l’activité rapporteur de BluFR et testé des cycles de lumière bleue ou rouge; les périodes et rythmicités ont notamment été évaluées avec JTK_CYCLE.

Résultats

  • Résultat Après synchronisation par les cycles thermiques, les biofilms ont conservé des oscillations de curli pendant au moins trois jours à température constante, avec une période proche de 24 heures.
    Voir le passage dans l’article
    However, entrained E. coli biofilms continued to cycle curli production for at least three days after release to constant conditions (Fig. 2B–E; Fig. S2A).
  • Résultat Au troisième jour de cycles, les pics de curli et d’activité du promoteur fliC étaient décalés d’environ 10 heures.
    Voir le passage dans l’article
    Over subsequent cycles, however, the two outputs diverged and by day three, their peaks were offset by ~10 hours (Fig. 3D,E; Fig. S3).
  • Résultat La suppression de rcsD ou rcsB a aboli le rythme autonome de curli, tandis que les biofilms ΔrcsF présentaient un rythme plus long et de pénétrance incomplète.
  • Résultat Les cycles de lumière bleue, mais pas de lumière rouge, ont produit des anneaux de curli; les auteurs indiquent toutefois ne pas avoir pu évaluer directement leur périodicité.
    Voir le passage dans l’article
    Blue light, but not red light, induced spatially separated curli rings (Fig. 5I,J; Fig. S5B).
  • Interprétation des auteurs Les auteurs proposent que l’horloge autonome réside dans le phosphorelais Rcs ou lui est étroitement couplée, tandis que BluFR transmet des signaux environnementaux.
    Voir le passage dans l’article
    Instead, these findings indicate that the machinery responsible for autonomous rhythmicity resides within the Rcs phosphorelay.

Limites

  • Les mutants ΔbluF et ΔycgZ n’ont pas permis de quantifier fiablement les rythmes de curli en raison de leurs morphologies de colonie modifiées.
    Voir le passage dans l’article
    We initially attempted to test temperature entrainment in ΔbluF and ΔycgZ mutants, but their altered colony morphology prevented reliable quantification of curli rhythms.
  • La persistance des oscillations après les cycles de lumière bleue a été observée, mais leur périodicité n’a pas pu être mesurée directement dans cet essai.
    Voir le passage dans l’article
    This persistence suggests that blue-light cycles may also entrain autonomous curli rhythms, although we could not directly assess periodicity in this assay.
  • Les résultats portent sur des biofilms d’E. coli et ne démontrent pas que le mécanisme proposé s’applique aux autres bactéries évoquées.

Portée

Les auteurs présentent E. coli comme un organisme doté d’un chronométrage intrinsèque et proposent le phosphorelais Rcs comme point d’entrée moléculaire pour étudier les rythmes autonomes bactériens. Ils suggèrent que des systèmes de signalisation complexes apparentés pourraient aussi contribuer au chronométrage chez d’autres bactéries.

Rédigé par une IA à partir de l’article. Les passages cités sont vérifiés mot pour mot dans le texte analysé ; le reste peut contenir des erreurs.

Mots clés générés par l'IA : Escherichia coli biofilms rythme circadien système Rcs curli

Pour aller plus loin

  • Résumé Complet
  • Résumé vulgarisé
  • Article de blog
  • Abstract original
Cette étude examine si *Escherichia coli* peut anticiper les changements quotidiens de son environnement grâce à un rythme interne, plutôt que de simplement réagir à chaque variation. Les auteurs s’intéressent à la coordination de deux programmes en partie opposés : la production de curli, des fibres qui favorisent l’adhésion et la formation de biofilms, et l’activité des gènes flagellaires associés à la motilité. Ils cherchent également à déterminer quelles voies moléculaires régissent cette organisation temporelle. Les chercheurs ont cultivé des biofilms sur une gélose contenant du rouge Congo, un colorant qui révèle les curli, puis les ont exposés à des alternances de température entre 25,5 °C et 28,5 °C, généralement par périodes de 12 heures. En croissant, les biofilms forment des anneaux qui conservent une trace spatiale de leur activité. Des protéines chromophores placées sous le contrôle des promoteurs *csgB*, *fliC* ou *ycgZ* ont permis de suivre respectivement l’expression associée aux curli, l’activité d’un promoteur flagellaire et celle de la voie BluFR. Après trois jours de cycles thermiques, certains biofilms ont été maintenus à température constante afin de tester la persistance des rythmes. Les auteurs ont aussi étudié des mutants du système Rcs et soumis des biofilms à des cycles de lumière bleue ou rouge. Lors du premier cycle thermique, la production de curli réagissait directement aux changements de température. Au fil des cycles, son pic s’est toutefois déplacé pour survenir environ six heures avant le changement thermique suivant, ce qui est compatible avec une anticipation acquise par entraînement. Après trois jours d’exposition aux cycles, les biofilms ont conservé des oscillations de production de curli pendant au moins trois jours à température constante. Ce rythme, d’environ 24 heures, a été observé dans deux souches, dont BW25113, tandis que les biofilms maintenus à température constante dès le départ n’oscillaient pas. L’activité du promoteur *fliC* pouvait elle aussi être entraînée et présentait de faibles oscillations après le passage à température constante. Les pics de production de curli et d’activité de *fliC*, d’abord largement simultanés, se sont progressivement décalés. Le troisième jour, ils étaient séparés d’environ dix heures, ce qui suggère une alternance temporelle entre adhésion et motilité. Les analyses génétiques indiquent que le phosphorelais Rcs contribue au maintien du rythme. Les mutants dépourvus de *rcsB* ou de *rcsD* ne conservaient pas les oscillations de curli après le retour à température constante. La suppression de *rcsF* produisait un résultat différent : les biofilms pouvaient encore être entraînés, mais leur période en conditions constantes était plus longue, d’environ 30 heures, et les oscillations n’étaient que partiellement observées. Ces résultats distinguent l’entraînement de la persistance autonome et conduisent les auteurs à situer le mécanisme de chronométrage dans le système Rcs, ou à proximité immédiate de celui-ci. La voie BluFR, connue pour détecter la lumière bleue et les basses températures et agir en amont de Rcs, suivait les cycles thermiques. Toutefois, son rapporteur ne présentait ni déplacement progressif de phase ni oscillations autonomes à température constante. Son activité était généralement opposée à celle des curli.
Créé le 09 Nov. 2026

Cette synthèse vous a-t-elle été utile ?

Note : 0

Pourquoi avons-nous besoin de votes ?

Les votes sont utilisés pour déterminer si nous devons réexécuter nos outils de synthèse. Si le compte atteint -10, nos outils peuvent être redémarrés.

Posez des questions sur cet article à notre assistant IA

Comment discuter avec cet article ? Guide illustré

Vous pouvez aussi discutez avec plusieurs papiers à la fois ici.

Figures et graphiques

Posez une question sur une figure en indiquant son numéro ou en utilisant son bouton de question pour demander une analyse visuelle. Au maximum deux figures et quatre panneaux par question. Les valeurs lues sur les graphiques sont approximatives ; vérifiez les données originales.
Instructions pour utiliser l'assistant IA ?

Outils pour cet article

Expliquer autrement 1 réécriture gratuite restante aujourd'hui
Enregistrer dans une collection Regroupez des articles en collections pour les comparer, les interroger et les exporter. Continuer avec Google Créer un compte gratuit Se connecter
Exporter BibTeX · RIS (Zotero, Mendeley, EndNote) · Obsidian (Markdown) · Notion (Markdown)

Outils avancés Premium

Pour suivre un domaine de près : alertes de citations, diapositives de journal club, comparaison des versions et envoi vers Zotero. Découvrir Premium

Zotero
Alertes de citation Guide des alertes de citations
Qui travaille dessus ? Les personnes et institutions qui publient sur son sujet
Lettre hebdomadaire Présenté dans « Biologie et médecine cette semaine » du 9 novembre 2026. Biologie et médecine cette semaine : les héritages discrets qui changent le vivant
Journal club Premium+ Des slides pour le présenter Proposer pour le journal club
En parler en public Premium+ Kit presse : communiqué, questions, détecteur de hype Guide du kit presse

Les articles autour de celui-ci

Les voir sur une carte

Classés selon la proximité de leur titre et de leur résumé avec ceux de cet article. Sélectionnez-en pour les lire ensemble.

Les articles les plus proches

  1. Très proche Contexte plus large Cité par cet article
    The circadian clock of the bacterium B. subtilis evokes properties of complex, multicellular circadian systems
    Francesca Sartor, Xin-Ming Xu, T. Popp et al. · 2023 · Science Advances · cité 26 fois · Pas encore résumé

    Cette étude caractérise chez Bacillus subtilis l’entraînement par lumière bleue et rouge et des rythmes persistants, comme l’article examine l’horloge bactérienne chez E. coli.

    Résumé scientifique

    Circadian clocks are pervasive throughout nature, yet only recently has this adaptive regulatory program been described in nonphotosynthetic bacteria. Here, we describe an inherent complexity in the Bacillus subtilis circadian clock. We find that B. subtilis entrains to blue and red light and that circadian entrainment is separable from masking through fluence titration and frequency demultiplication protocols. We identify circadian rhythmicity in constant light, consistent with the Aschoff’s rule, and entrainment aftereffects, both of which are properties described for eukaryotic circadian clocks. We report that circadian rhythms occur in wild isolates of this prokaryote, thus establishing …

  2. Proche Base de cet article Cité par cet article Utilisé en profondeur par cet article
    Structure, function, and mechanism of the core circadian clock in cyanobacteria
    J. Swan, S. Golden, A. LiWang et al. · 2018 · Journal of Biological Chemistry · cité 84 fois · Pas encore résumé

    Cette étude décrit l’oscillateur KaiABC des cyanobactéries et ses fonctions de synchronisation, un modèle de mécanismes circadiens prokaryotes.

    Résumé scientifique

    Circadian rhythms enable cells and organisms to coordinate their physiology with the cyclic environmental changes that come as a result of Earth's light/dark cycles. Cyanobacteria make use of a post-translational oscillator to maintain circadian rhythms, and this elegant system has become an important model for circadian timekeeping mechanisms. Composed of three proteins, the KaiABC system undergoes an oscillatory biochemical cycle that provides timing cues to achieve a 24-h molecular clock. Together with the input/output proteins SasA, CikA, and RpaA, these six gene products account for the timekeeping, entrainment, and output signaling functions in cyanobacterial circadian rhythms. This Mi…

  3. Proche Même question Cité par cet article
    Entrainment of the Circadian Clock of the Enteric Bacterium Klebsiella aerogenes by Temperature Cycles
    J. Paulose, Charles V. Cassone, Kinga B. Graniczkowska et al. · 2019 · iScience · cité 47 fois · Pas encore résumé

    Cette étude teste l’entraînement par cycles thermiques du rythme circadien de Klebsiella aerogenes, comme l’article étudie l’anticipation de cycles de température chez E. coli.

    Résumé scientifique

    Summary The gastrointestinal bacterium Klebsiella (née Enterobacter) aerogenes expresses an endogenously generated, temperature-compensated circadian rhythm in swarming motility. We hypothesized that this rhythm may be synchronized/entrained in vivo by body temperature (TB). To determine entrainment, cultures expressing bioluminescence were exposed to temperature cycles of 1°C (35°C–36°C) or 3°C (34°C–37°C) in amplitude at periods (T-cycles) of T = 22, T = 24, or T = 28 h. Bacteria entrained to all T-cycles at both amplitudes and with stable phase relationships. A high-amplitude phase response curve (PRC) in response to 1-h pulses of 3°C temperature spike (34°C–37°C) at different circadian p…

  4. Proche Même méthode, autre problème Cité par cet article
    Transplantability of a circadian clock to a noncircadian organism
    Anna H. Chen, David Lubkowicz, Vivian Yeong et al. · 2015 · Science Advances · cité 34 fois · Pas encore résumé

    Cette étude reconstruit dans E. coli l’oscillateur KaiABC des cyanobactéries et mesure ses oscillations, tandis que l’article étudie son système endogène.

    Résumé scientifique

    Researchers have reconstructed a circadian clock that can function by itself in a living, non-circadian bacteria. Circadian oscillators are posttranslationally regulated and affect gene expression in autotrophic cyanobacteria. Oscillations are controlled by phosphorylation of the KaiC protein, which is modulated by the KaiA and KaiB proteins. However, it remains unclear how time information is transmitted to transcriptional output. We show reconstruction of the KaiABC oscillator in the noncircadian bacterium Escherichia coli. This orthogonal system shows circadian oscillations in KaiC phosphorylation and in a synthetic transcriptional reporter. Coexpression of KaiABC with additional native c…

  5. Proche Article de revue
    Rhythmic Timekeeping in Rice: Emerging Mechanisms and Regulatory Networks.
    Samantha J. Cordingley, Dawn H. Nagel · 2026 · Plant and Cell Physiology · Pas encore résumé

    Cette mini-revue synthétise les mécanismes et fonctions de l’horloge circadienne du riz, plutôt que le chronométrage bactérien étudié ici.

    Résumé scientifique

    The circadian clock is an endogenous time-keeping mechanism found in most eukaryotes that integrates external signals to synchronize biological processes with the environment. Circadian and diel rhythms across multiple regulatory layers help coordinate gene expression underlying plant processes such as metabolism, stress responses, and agronomic traits. In the context of a changing environment, a comprehensive understanding of how circadian-mediated regulatory mechanisms can contribute to plant resilient strategies continues to be a priority. In this mini review, we highlight the pleiotropic functions of the rice circadian clock in coordinating diverse processes.

  6. Proche Même question Cité par cet article Utilisé en profondeur par cet article
    The critical human pathogen Acinetobacter baumannii exhibits light-regulated circadian rhythms
    Valentín Permingeat, Bárbara Edith Perez Mora, M. Migliori et al. · 2025 · Communications Biology · cité 4 fois · Pas encore résumé

    Cette étude recherche des rythmes circadiens endogènes et leur régulation lumineuse chez Acinetobacter baumannii, comme l’article chez E. coli.

    Résumé scientifique

    Acinetobacter baumannii is recognized as the paradigm of multidrug-resistant superbug, topping the WHO priority list of critical human pathogens. Interestingly, it senses and responds to blue light, which modulates global aspects of its physiology, including pathogenicity. We hypothesized that light could serve as a signal to synchronize the bacterial physiology to the host’s behavior and/or to the environment. At environmental temperatures, light regulation is mainly governed by the photoreceptor BlsA. In this work, we identified the existence of daily rhythms in blsA promoter activity displaying a robust response to light, as well as endogenous circadian rhythms in A. baumannii. In fact, w…

  7. Proche Base de cet article
    From phenomenon to mechanism in the circadian clock of Synechococcus elongatus
    Susan S. Golden · 2026 · npj Biological Timing and Sleep · Pas encore résumé

    Cette étude explique le mécanisme KaiABC de l’horloge de Synechococcus elongatus, un exemple de système circadien bactérien.

    Résumé scientifique

    Creative and collaborative research in the early 21st century revealed the mechanistic secrets of the cyanobacterial circadian clock, a nanomachine whose function can be studied in vitro. The structural dynamics of the Synechococcus elongatus circadian oscillator, comprising KaiA, KaiB, and KaiC, establish a near 24 h cycle of activity of the global transcription regulator RpaA by rhythmically changing the interaction platform of kinases that control RpaA phosphorylation.

  8. Proche Même méthode, autre problème Cité par cet article
    Endogenous clock-mediated regulation of intracellular oxygen dynamics is essential for diazotrophic growth of unicellular cyanobacteria
    A. Bandyopadhyay, Annesha Sengupta, T. Elvitigala et al. · 2024 · Nature Communications · cité 16 fois · Pas encore résumé

    Cette étude supprime kaiA chez Cyanothece pour relier l’horloge circadienne aux rythmes physiologiques, tandis que l’article analyse génétiquement le système Rcs.

    Résumé scientifique

    The discovery of nitrogen fixation in unicellular cyanobacteria provided the first clues for the existence of a circadian clock in prokaryotes. However, recalcitrance to genetic manipulation barred their use as model systems for deciphering the clock function. Here, we explore the circadian clock in the now genetically amenable Cyanothece 51142, a unicellular, nitrogen-fixing cyanobacterium. Unlike non-diazotrophic clock models, Cyanothece 51142 exhibits conspicuous self-sustained rhythms in various discernable phenotypes, offering a platform to directly study the effects of the clock on the physiology of an organism. Deletion of kaiA, an essential clock component in the cyanobacterial syste…

Les travaux antérieurs sur lesquels il s’appuie

  1. Apparenté Article de revue Utilisé en profondeur par cet article
    Physiology of circadian entrainment.
    D. Golombek, R. Rosenstein · 2010 · Physiological Reviews · cité 1 057 fois · Pas encore résumé

    Cette revue expose les mécanismes physiologiques de synchronisation lumineuse des rythmes circadiens des mammifères.

    Résumé scientifique

    Mammalian circadian rhythms are controlled by endogenous biological oscillators, including a master clock located in the hypothalamic suprachiasmatic nuclei (SCN). Since the period of this oscillation is of approximately 24 h, to keep synchrony with the environment, circadian rhythms need to be entrained daily by means of Zeitgeber ("time giver") signals, such as the light-dark cycle. Recent advances in the neurophysiology and molecular biology of circadian rhythmicity allow a better understanding of synchronization. In this review we cover several aspects of the mechanisms for photic entrainment of mammalian circadian rhythms, including retinal sensitivity to light by means of novel photopi…

  2. Proche Contexte plus large
    PAS dimerization at the nexus of the mammalian circadian clock
    Diksha Sharma, C. Partch · 2023 · Journal of Molecular Biology · cité 19 fois · Pas encore résumé

    Cette étude examine la dimérisation de protéines PAS dans l’horloge circadienne des mammifères, un autre mécanisme de chronométrage biologique.

    Résumé scientifique

    Circadian rhythms are genetically encoded molecular clocks for internal biological timekeeping. Organisms from single-cell bacteria to humans use these clocks to adapt to the external environment and synchronize their physiology and behavior to solar light/dark cycles. Although the proteins that constitute the molecular ‘cogs’ and give rise to circadian rhythms are now known, we still lack a detailed understanding of how these proteins interact to generate and sustain the ~24-hour circadian clock. Structural studies have helped to expand the architecture of clock proteins and have revealed the abundance of the only well-defined structured regions in the mammalian clock called Per-ARNT-Sim (P…

  3. Proche Contexte plus large
    Temperature as a universal resetting cue for mammalian circadian oscillators
    Ethan D. Buhr, Seung-Hee Yoo, J. Takahashi · 2010 · Science · cité 885 fois · Pas encore résumé

    Cette étude montre que les cycles thermiques peuvent réinitialiser les horloges de tissus périphériques chez la souris, comme les cycles de température synchronisent E. coli.

    Résumé scientifique

    Time and Temperature Daily cycles in environmental temperature are an important cue for many organisms to synchronize their endogenous circadian clock. However, mammals do not respond to this cue. Studying mouse tissue, Buhr et al. (p. 379; see the Perspective by Edery) find that this resistance to temperature is a feature specific to the suprachiasmatic nucleus (SCN), a region of the mammalian brain that functions as the body's master clock. In contrast, the clocks in peripheral tissues (for example, lung, liver) are fully capable of resetting in response to temperature changes and do so by a mechanism involving the heat shock pathway. The SCN drives daily rhythms in body temperature, and S…

  4. Proche* Base de cet article
    CikA, a bacteriophytochrome that resets the cyanobacterial circadian clock.
    O. Schmitz, Mitsunori Katayama, S. Williams et al. · 2000 · Science · cité 291 fois · Pas encore résumé

    Cette étude porte sur CikA, protéine cyanobactérienne qui réinitialise l’horloge circadienne, et fournit un exemple de signalisation de synchronisation.

  5. Apparenté* Base de cet article
    Expression of a gene cluster kaiABC as a circadian feedback process in cyanobacteria.
    M. Ishiura, Shinsuke Kutsuna, S. Aoki et al. · 1998 · Science · cité 808 fois · Pas encore résumé

    Cette étude décrit l’expression de kaiABC comme processus de rétroaction circadienne chez les cyanobactéries, un modèle d’horloge bactérienne.

Aller plus loin

Comment ces articles sont-ils trouvés ?

Nous comparons le titre et le résumé de cet article avec ceux de tous les articles résumés sur ce site, et avec les articles que Semantic Scholar recommande, ceux qu’il cite et ceux qui le citent (pour un article très cité, ses citations les plus récentes et, depuis OpenAlex, les plus citées). Parmi les travaux antérieurs et les suites, les articles qui s’utilisent en profondeur, une méthode qu’il utilise et les suites très citées remontent un peu. Les niveaux (très proche, proche, apparenté) viennent de la similarité des textes, pas d’un jugement de qualité ; * signale un article sans résumé, comparé par son titre. La phrase sous un article est écrite par une IA à partir des deux résumés : vérifiez-la dans les articles. Un article jugé hors sujet par trois lecteurs quitte la liste.

Mis à jour le 9 novembre 2026.

Avertissement : Notre outil de synthèse basé sur l'IA et l'assistant virtuel fournis sur ce site Web peuvent ne pas toujours fournir des résumés complets ou des réponses exactes. Nous vous encourageons à examiner attentivement et à évaluer le contenu généré pour vous assurer de sa qualité et de sa pertinence par rapport à vos besoins.