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不同尋常的生物鐘調(diào)控
閱讀：376 發(fā)布時間：2016-6-3 ELISA試劑盒基因和蛋白質(zhì)水平都會與子夜時大不相同。這一24小時生*活動周期遭到破壞，就是時差或夜晚睡眠質(zhì)量不好可以數(shù)天改變你的食欲和睡眠模式——甚至導(dǎo)致諸如心臟病、睡眠障礙和癌癥等疾病的原因。
現(xiàn)在，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一個關(guān)鍵的作用因子——一種叫做REV-ERBα的蛋白控制了哺乳動物中這一晝夜節(jié)律的強度。這一研究發(fā)現(xiàn)對于該領(lǐng)域是不同尋常的，因為大多數(shù)的晝夜節(jié)律基因和蛋白只會改變這一日周期節(jié)律的定時或長度。
無論是你音響里的貝多芬第9交響曲或是你身體內(nèi)的基因交響樂，都要求達到聽得到的音量。我們近期的研究工作描述了REV-ERBα充當(dāng)分子指揮使得能夠上調(diào)或下調(diào)成千上萬基因的音量或活性。
破壞這一晝夜節(jié)律周期的振幅或強度，就足以改變改變激素水平，其中包括那些在早上喚醒我們的激素。這意味著基因振幅波動較低的人們可能會在一天內(nèi)感覺無生氣，缺少能量。
以往該領(lǐng)域的研究揭示出了一些在一整天里周期開啟和關(guān)閉的基因，闡明了改變這些晝夜節(jié)律基因可以轉(zhuǎn)變這一周期節(jié)律定時，使得晝夜節(jié)律時間長于或短于24小時的機制。在2012年，研究小組證實REV-ERBα結(jié)合了許多的晝夜節(jié)律基因，發(fā)揮剎車作用，影響了在白天或夜晚它們何時表達。我們看到REV-ERBα與所有晝夜節(jié)律相關(guān)基因互作。因此我們想看看他是否在晝夜節(jié)律中起更重要的作用。
在新研究中，該研究小組分析了一整體小鼠肝臟中REV-ERBα的水平和分子特征。他們發(fā)現(xiàn)在白天它的水平達到高峰后，兩個蛋白CDK1和FBXW7與REV-ERBα互作，幫助將它的水平在半夜時降到低點。
當(dāng)研究人員們靶向這些蛋白來阻斷小鼠肝臟中的REV-ERBα降解時，抑制了基因表達的正常日常波動，但這一周期的定時不受影響。有趣地是，僅改變基因表達振動的幅度就可以顯著影響代謝，擾亂血液中脂肪和糖類的水平。這項研究提供了令人信服的證據(jù)，證實生物鐘在調(diào)控葡萄糖和脂質(zhì)代謝中起關(guān)鍵作用，并指出了治療干預(yù)的一些新的潛在途徑。
這一觀察結(jié)果是科學(xué)家們*次發(fā)現(xiàn)一種控制生物鐘振幅而非定時的方法。此外，缺乏REV-ERBα的小鼠會形成脂肪肝病，強調(diào)了調(diào)控這一周期強度的重要性。他們認(rèn)為如果你有一個‘弱’的晝夜節(jié)律周期，你無法得到足夠的信號來影響生*。相反，擁有超‘強’的晝夜節(jié)律周期將也有可能并非好事。進化給了我們zui有益于健康的一個‘剛剛好’的晝夜節(jié)律周期。研究人員希望調(diào)查阻斷CDK1的藥物復(fù)合物是否可能有潛力治療晝夜節(jié)律紊亂。
他們可以采用藥物操控這一系統(tǒng)。他們更多地了解如何做到這一點，就能夠更好地治療與晝夜節(jié)律周期相關(guān)的一些代謝性疾病和癌癥。
該項研究揭示了晝夜節(jié)律生物鐘基因的轉(zhuǎn)錄是建立在染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，而粘合素（cohesin）通過介導(dǎo)染色質(zhì)長程相互作用，扮演著兩面性的角色，或激活或阻斷節(jié)律基因的調(diào)控。該研究闡釋了粘合素在晝夜節(jié)律基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控中的作用。
來自英國布里斯托爾大學(xué)的研究人員，重新認(rèn)識了生物鐘響應(yīng)溫度變化的機制。與倫敦大學(xué)學(xué)院、洛桑大學(xué)和劍橋大學(xué)的合作者們一起，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種叫做促離子型受體2 (IR2)的蛋白在誘導(dǎo)果蠅大腦響應(yīng)微小溫度變化中起至關(guān)重要的作用。