BMAL1 基因缺失,生理時鐘仍不受影響?

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許多研究指出,BMAL1 基因能調控人體的生理時鐘(circadian clock),並且能預測行為和營養狀態的節律變化,以及在精確的時程內,進行不相容的代謝途徑來調節體內平衡。

近日,由賓州大學 Perelman 醫學院的研究團隊在《Scicence》刊登的一篇研究顛覆原本的認知,當小鼠的 BMAL1 基因缺失後,其生理時鐘不受影響。該結果顯示,儘管 BMAL1 基因可能會影響某些生理時鐘,但該過程由一個更複雜的系統控制,並且存在其他驅動因素。

該研究團隊以小鼠的皮膚纖維母細胞和肝臟切片作為模型,然後剔除其 BMAL1 基因,並將該模型與光、溫度及其它引發 24 小時活動的外部因素隔離。再來,他們分析觀察該模型的細胞的轉錄體、蛋白質體和磷酸化蛋白質體的表現,發現約 30 種特定基因和蛋白質表現似乎在缺乏 BMAL1 基因的情況下都能正常發揮作用,組織也顯示正常的生理時鐘,並且持續 2 ~ 3 天。

該研究團隊主責 Akhilesh B. Reddy 教授對此提到,BMAL1 基因就如同管弦樂團的指揮家,其他基因為該團不同樂器的演奏家。有指揮家的指揮,會讓樂團的表演更井然有序。然而,就算缺少指揮,其他演奏家能可以繼續演奏。因此,缺乏 BMAL1 基因,生物體的組織和細胞仍然會有自然的生理時鐘,以維持生命所需。

再來,他們進一步研究發現,生物體透過轉錄和非轉錄等二種路徑來調控其生理時鐘震盪。前者是藉由招募 ETS 家族的轉錄因子為基礎;後者是藉由共同選擇氧化還原震盪為基礎。

儘管該研究結果顯示,人類對於生理時鐘的分子機制還不完整,但他們仍規劃進一步研究。另外,他們也很高興正走在解密控制生物體內部生理時鐘的過程中。

延伸閱讀:調控生理時鐘和自體免疫的雙刀流 BMAL1

參考資料:
1. Sandipan Ray et al. Science (2020). DOI: 10.1126/science.aaw7365
2. https://medicalxpress.com/news/2020-02-bmal1-gene-essential-circadian-rhythms.html

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