本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
這是關於細菌中時鐘的五部分系列文章的第五篇，更多地涉及政治而非生物學，最初發表於 2006年5月17日。
在本系列的前幾篇文章中，我介紹了聚球藻中的晝夜節律時鐘，其他幾種細菌中潛在的晝夜節律時鐘，以及許多其他細菌中時鐘基因（因此可能是時鐘）的存在。但是，微生物學的主力軍——大腸桿菌呢？它有clock嗎？難道沒有人檢查過嗎？
信不信由你，這個問題帶有政治色彩。但我必須先給你介紹一點背景知識。19世紀後半葉和20世紀前半葉，許多研究人員彼此獨立地發現了晝夜節律。他們來自不同的背景，研究不同生物中的各種問題。有植物學家和昆蟲學家、生理學家和生態學家、行為生物學家和微生物學家、進化生物學家和醫生。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道： 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和思想的有影響力的故事。
該領域的奠基時刻是1960年的冷泉港會議，該會議產生了會議記錄（《冷泉港定量生物學研討會：第XXV卷。生物鐘》。紐約：冷泉港出版社，1960年。），這可以說是該領域的奠基文獻。正是在那時，大家意識到他們都在研究同一種現象，他們就通用術語達成一致，並相互學習，形成了該領域的標準實驗方法。
不久之後，在20世紀70年代，生物節律研究學會（SRBR）成立並召開了第一次會議。除了精彩的演講和海報，以及熱鬧的聚會之外，會議的關鍵時刻之一是學會主席的選舉。那時，該領域正在發生類似於玫瑰戰爭的事情。該職位的兩位候選人是兩個派別的領導人。
一個派別由弗朗茨·哈爾伯格（Franz Halberg，他創造了“晝夜節律”一詞）領導，具有醫學思維，主張採用實用的、應用的方法研究節律現象，將數學建模與人類和一些模型動物（如大鼠和小鼠）的臨床研究相結合。另一個派別由科林·皮滕德里奇（Colin Pittendrigh，Theodozius Dobzhansky的學生）領導，來自進化、生態和動物行為學傳統，主張採用綜合和比較的方法研究生物節律的基礎科學。
對所有人來說幸運的是，皮滕德里奇贏了。剩下的就是歷史了——時間生物學起飛了，沒有人能阻止它的迅速崛起。困擾睡眠研究數十年的以人為本/醫學方法被時間生物學避免了。但是皮滕德里奇學派和哈爾伯格學派之間的不和持續了很長時間——實際上，這種不和仍然在表面下潛伏，尤其是在該領域的前輩中。該領域的大多數頂級研究人員、會議組織者、學會官員、教科書作者、期刊編輯和全體會議演講者都是皮滕德里奇的學術子孫（好吧，我也是其中之一）。
當我在本系列第一篇文章中提到，幾十年來人們一直認為細菌沒有時鐘時，我只是在鸚鵡學舌般地重複官方說法。但一直以來，有些人持不同看法。以下是弗朗茨·哈爾伯格本人對大腸桿菌中時鐘問題的看法：
1961年，洛爾·A·羅傑斯（Lore A. Rogers，一位著名的細菌學家，1967年12月的宇宙俱樂部小品將其描述為“二戰前美國農業部科學界的璀璨明星”）收集的無可挑剔的資料以時間顯微鏡方式記錄了細菌的晝夜節律。羅傑斯的資料來自大腸桿菌的液體培養物，透過週期圖和功率譜分析，顯示出清晰的自由執行的晝夜節律。儘管如此，多年來，國際研討會和細胞時間生物學家，特別是包括他們在1975年成立的一個委員會，都認為晝夜節律僅是真核生物的特性。我寫信給每位委員會成員，詢問他們為什麼忽視在大腸桿菌中的證明以及斯特特文特（Sturtevant）在約翰·保利（John Pauly）在阿肯色州的實驗室中對該發現的擴充套件。我過去和現在都將組織者視為朋友。伍迪·黑斯廷斯（Woody Hastings）和已故的漢斯-喬治·施魏格（Hans-Georg Schweiger）此後都將他們的重點擴充套件到近七日節律，證明了他們思想開放。施魏格成為明尼蘇達大學的客座教授，並且是我的座上賓（我也是他的座上賓和研究所的客人），後來幾年合作非常密切。然而，委員會的一位朋友寫信說他“承認錯誤”，並指出“共識”是1961年的出版物中有“太多分析”，後續研究中又有太多時間顯微鏡技術，儘管如此。共識也與幾位研討會參與者未發表的陰性結果相符；因此，批評導致委員會裁定晝夜節律僅限於真核生物。于爾根·阿肖夫（Jürgen Aschoff）也回應說：“您希望我們對後代負責嗎？”我以有保留的肯定回答說，我們今天假設的規則可能會在明天根據資料進行修改。如今，微生物晝夜節律比比皆是，構成了一個活躍的研究領域。[1]
啊，他為了發表不得不說得多麼委婉！
好吧，我翻遍了谷歌學術搜尋，然後又翻遍了ISI Web of Science，但哈爾伯格提到的論文（見下文）都沒有線上版本——它們太舊了。所以，我現在無法告訴你我對這個問題的看法。也許有一天我會閒下來，有很多時間，我會去圖書館找出並影印這些論文的紙質版，親自檢查資料。目前，讓我們對這個問題保持開放態度。
也許1930年代的資料清晰明瞭，而1970年代的資料則不然，因為在孵化器中非週期性條件下儲存的實驗室培養的大腸桿菌，幾十年來對節律性的選擇有所放鬆。也許它們只是在中間的四十年裡失去了節律。或許應該對新鮮的野生捕獲的大腸桿菌進行新的測試。
至少我們知道，在人工選擇[7]下，大腸桿菌可以進化出短週期迴圈，因此，即使它們自然沒有晝夜節律時鐘，我們也可以讓它們進化出一個，並一勞永逸地解決政治問題。
參考文獻
[1] Franz Halberg 等. 20世紀50年代晝夜節律發現的跨學科統一意義. 《晝夜節律雜誌》2003, 1:2
[2] Halberg F, Conner RL: 晝夜節律組織和微生物學：液體培養中生長的大腸桿菌行為的方差譜和週期圖。《Proc minn Acad Sci》1961, 29:227-239。
[3] Rogers LA, Greenbank GR: 細菌培養物的間歇性生長。《J Bacteriol》1930, 19:181-190。
[4] Halberg F, Cornélissen G: 微生物節律的頻譜回顧。《Chronobiologia》1991, 18:114。
[5] Sturtevant R: 大腸桿菌線性生長中的晝夜節律模式。《Anat Rec》1973, 175:453。
[6] Sturtevant R: 科西諾分析證明的克雷伯氏菌的晝夜節律變異性。《Int J Chronobiol》1973, 1:141-146。
[7] Michael B. Elowitz 和 Stanislas Leibler, 轉錄調控因子的合成振盪網路。《Nature》403, 335-338 (2000年1月20日)
本系列的前文: