人体的昼夜节律是如何调节的?新的研究:"垃圾基因"调节生物钟

2021-01-07 10:27   来源: 互联网    阅读次数:4191

如果你曾经经历过时差,你就会知道身体的昼夜节律紊乱有多严重。人体生物钟的昼夜节律存在于整个人体的细胞中,它不仅控制着睡眠和觉醒周期,而且对人类健康的许多方面也非常重要。十多年来,研究人员一直在试图找出他们的内部调节机制,以寻求对阿尔茨海默氏症、癌症和糖尿病等疾病的新见解。


到目前为止,这项研究一直集中在所谓的时钟基因上,该基因编码一种蛋白质,这种蛋白质驱动着影响生理和行为的基因表达周期的振荡。然而,刚刚发表在pnas上的一项研究表明,在生物钟中发现了一种新的装置,即由mirna组成的全基因组调控层。


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南加州大学凯克医学院的神经学教授SteveKay说:"我们已经看到了这些时钟基因的功能在许多不同疾病中的重要性。


以前被称为"垃圾DNA"的miRNA通过阻止mRNA产生蛋白质来影响基因的表达。过去的研究表明,miRNA可能在生物钟的功能中发挥作用,但如何确定基因组中的数百个miRNA中的哪一个可能参与其中仍是一个问题。


凯和他的团队求助于圣地亚哥诺华研究基金会(Genome Institute of(Gnf)),该基金会创造了能够进行高通量实验的机器人。与该研究所的科学家合作,作者开发了一种高通量过滤器,通过将机器人转移到该团队设计和制造的发光细胞,并根据细胞24小时的时钟周期,检测出近1000微RNA。


与gnf的合作使我们有可能进行第一种基于细胞的全基因组筛选方法,系统地确定数百种miRNA中的哪一种可能是调节昼夜节律的方法,"周说。"令我们惊讶的是,我们发现大约有110-120个miRNA能够做到这一点。


在南卡罗来纳州立大学生物化学专业凯特琳米勒(CaitlynMiller)的帮助下,研究人员通过在发光细胞系中灭活屏幕上发现的一些miRNA,测试了对昼夜节律的影响。miRNA的敲除对细胞的昼夜节律产生了相反的影响。


了解miRNA对单个组织昼夜节律的影响可能会揭示治疗或预防特定疾病的新方法。


在大脑中,我们希望将昼夜节律调节与阿尔茨海默病等疾病联系起来,"凯说。接下来,我想我们将模拟动物和细胞中的疾病状态,并研究这些微小RNA在这些疾病状态中的作用。

责任编辑:无量渡口
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