人體的晝夜節(jié)律是如何調(diào)節(jié)的？新的研究："垃圾基因"調(diào)節(jié)生物鐘
如果你曾經(jīng)經(jīng)歷過時差，你就會知道身體的晝夜節(jié)律紊亂有多嚴重。人體生物鐘的晝夜節(jié)律存在于整個人體的細胞中，它不僅控制著睡眠和覺醒周期，而且對人類健康的許多方面也非常重要。十多年來，研究人員一直在試圖找出他們的內(nèi)部調(diào)節(jié)機制，以尋求對阿爾茨海默氏癥、癌癥和糖尿病等疾病的新見解。
到目前為止，這項研究一直集中在所謂的時鐘基因上，該基因編碼一種蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)驅(qū)動著影響生理和行為的基因表達周期的振蕩。然而，剛剛發(fā)表在pnas上的一項研究表明，在生物鐘中發(fā)現(xiàn)了一種新的裝置，即由mirna組成的全基因組調(diào)控層。
南加州大學(xué)凱克醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)學(xué)教授SteveKay說："我們已經(jīng)看到了這些時鐘基因的功能在許多不同疾病中的重要性。
以前被稱為"垃圾DNA"的miRNA通過阻止mRNA產(chǎn)生蛋白質(zhì)來影響基因的表達。過去的研究表明，miRNA可能在生物鐘的功能中發(fā)揮作用，但如何確定基因組中的數(shù)百個miRNA中的哪一個可能參與其中仍是一個問題。
凱和他的團隊求助于圣地亞哥諾華研究基金會(Genome Institute of(Gnf))，該基金會創(chuàng)造了能夠進行高通量實驗的機器人。與該研究所的科學(xué)家合作，作者開發(fā)了一種高通量過濾器，通過將機器人轉(zhuǎn)移到該團隊設(shè)計和制造的發(fā)光細胞，并根據(jù)細胞24小時的時鐘周期，檢測出近1000微RNA。
與gnf的合作使我們有可能進行第一種基于細胞的全基因組篩選方法，系統(tǒng)地確定數(shù)百種miRNA中的哪一種可能是調(diào)節(jié)晝夜節(jié)律的方法，"周說。"令我們驚訝的是，我們發(fā)現(xiàn)大約有110-120個miRNA能夠做到這一點。
在南卡羅來納州立大學(xué)生物化學(xué)專業(yè)凱特琳米勒(CaitlynMiller)的幫助下，研究人員通過在發(fā)光細胞系中滅活屏幕上發(fā)現(xiàn)的一些miRNA，測試了對晝夜節(jié)律的影響。miRNA的敲除對細胞的晝夜節(jié)律產(chǎn)生了相反的影響。
了解miRNA對單個組織晝夜節(jié)律的影響可能會揭示治療或預(yù)防特定疾病的新方法。
在大腦中，我們希望將晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)與阿爾茨海默病等疾病聯(lián)系起來，"凱說。接下來，我想我們將模擬動物和細胞中的疾病狀態(tài)，并研究這些微小RNA在這些疾病狀態(tài)中的作用。
