研究:Bmal1基因可能不是昼夜节律的重要调节因子

Bmal1基因遍布人体各处，被认为是人体主要分子计时器的关键部分，但在动物模型中删除该基因后，宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员发现，组织继续遵循24小时的节奏。研究小组还发现，这些组织可以遵循昼夜节律——影响从睡眠到新陈代谢的各种日常功能的24小时分子钟——即使在没有影响周期的外部刺激(如光或温度变化)的情况下。这些结果表明，虽然Bmal1基因可能会严重影响一些昼夜节律，但这一过程是由一个更复杂的系统控制的，而且生物钟的其他驱动因素也存在。这项研究发表在本月的杂志上科学．

利用小鼠的皮肤成纤维细胞和肝脏切片，这些组织通常是昼夜节律研究的一部分，宾夕法尼亚大学的研究人员删除了Bmal1，并分离出Bmal1组织光线、温度和其他触发24小时活动的外部因素。即使在这种情况下，在细胞的基因和蛋白质水平上，组织仍然表现出正常的24小时振荡(或昼夜节律反应)，持续两到三天。这一发现表明，目前对昼夜节律的理解还不完整，为研究人员聚焦大约30种昼夜节律奠定了基础特定的基因以及有Bmal1基因或没有Bmal1基因的蛋白质。

“昼夜节律实际上是我们身体中的一个等级系统，Bmal1基因似乎对大脑时钟的运转很重要。这个大脑时钟位于一个叫做“视交叉上核”的地方，就像一个管弦乐队的指挥，”宾夕法尼亚大学药理学教授Akhilesh B. Reddy，硕士，MB, BChir，博士说。“我们发现，令人惊讶的是，如果你去除指挥(通过删除Bmal1基因)，‘音乐家’——身体中的组织——可以继续以自己的24小时节奏演奏。因此，虽然一个活跃的指挥确实会影响和指导管弦乐队，但指挥的缺席并不意味着所有的昼夜节律过程都不能发生。身体的组织和细胞(‘音乐家’)仍然有自然的节奏。”

当不遵循正常的睡眠模式时，许多组织都会受到影响，因此昼夜节律被打乱。皮肤细胞需要睡眠来进行重要的修复。上夜班、经常换班或经常出差的人，他们的新陈代谢可能会发生变化，导致葡萄糖耐受不良，随着时间的推移，可能会患上2型糖尿病。虽然原因尚不清楚，但上夜班的女性患乳腺癌的可能性更大。

雷迪说:“我们全身的细胞在清醒时执行某些功能，在睡眠时执行其他功能。”“揭示所有影响昼夜节律的特定分子机制是必要的，以开发针对疾病引起的健康问题的治疗方法节奏被改变了，就像轮班工作一样。”

在不久的将来，Reddy和他的同事们计划研究他们发现的30种左右的特定蛋白质，这些蛋白质可以在Bmal1存在或没有Bmal1存在的情况下工作。

“虽然结果表明我们对分子昼夜节律的理解是一种科学界Reddy说:“这是不完整的，我们很高兴现在能够更全面地了解以前未知的控制我们身体内部时钟的过程。”