一個國際科學家團隊發現了,什么可以作為我們機體內部生物鐘的分子重置按鈕。他們的這個發現,揭示了一個潛在的治療一系列疾病的靶點,例如,常常與時差,倒班和夜間光照有關的疾病,如從睡眠紊亂到行為,認知和代謝失常,還有神經精神疾病,如抑郁癥和自閉癥。
由蒙特利爾McGill 和Concordia 大學的研究人員們發表在4月27日Nature Neuroscience上的一篇文章報道,當磷酸在大腦中和一個關鍵的蛋白相結合,人體的生物鐘就會被重置。這個過程,即已知的磷酸化,是由光線所促發的。事實上,光線刺激了一種名為期蛋白的特殊蛋白合成,這種蛋白在生物鐘重置鐘起到了關鍵的作用,從而,將生物鐘節律和日常周期環境同步化。
對晝夜節律的闡釋
"這項研究第一次發現了一種機制,可以用來解釋光線如何在大腦中調節蛋白合成,接下來如何影響生物鐘的功能," McGill大學生化系教授,文章的通訊作者Nahum Sonenberg說。
為了研究大腦生物鐘的機制,研究人員們突變了實驗室老鼠大腦中的eIF4E蛋白,從而這種蛋白就不能被磷酸化了。因為所有的哺乳動物大腦生物鐘是相似的,所以老鼠實驗可以使我們從中想到,在人類,如果這個蛋白的功能被阻斷掉,將會發生些什么。
逆時鐘奔跑
飼養老鼠的籠子里安裝了跑步輪。通過記錄和分析動物的跑步活性,科學家們可以研究這些突變老鼠的生物鐘。
結果是:突變老鼠的生物鐘不能像正常老鼠一樣,隨著光線的重置而有所反應。突變老鼠不能將它們體內的生物鐘,和一系列的光線/黑暗周期變化同步。例如,10.5小時的光線,隨后是10.5小時的黑暗,代替了實驗室老鼠通常暴露于的12小時的周期循環。
"盡管我們不能預測一個這些研究進入臨床使用的時間表,但是我們的研究為生物鐘功能的操作開了一扇窗,"這篇文章的第一作者,Sonenberg博士研究組的博后Ruifeng Cao說。
Concordia大學心理系教授,文章的共同作者Shimon Amir博士說,這項研究為靶向問題的源頭,開辟了一條路徑。"打亂生物鐘有時是不可避免的,但是這可以引起嚴重的結果。這項研究是真正關于生物鐘的重要性和我們的總體幸福感的。我們已經向重置我們的生物鐘,改進成千上萬人的健康為目標,邁出了重要的一步。
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