BMAL1 基因缺失,生理时钟仍不受影响?

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许多研究指出,BMAL1 基因能调控人体的生理时钟(circadian clock),并且能预测行为和营养状态的节律变化,以及在精确的时程内,进行不相容的代谢途径来调节体内平衡。

近日,由宾州大学 Perelman 医学院的研究团队在《Scicence》刊登的一篇研究颠覆原本的认知,当小鼠的 BMAL1 基因缺失后,其生理时钟不受影响。该结果显示,尽管 BMAL1 基因可能会影响某些生理时钟,但该过程由一个更复杂的系统控制,并且存在其他驱动因素。

该研究团队以小鼠的皮肤纤维母细胞和肝脏切片作为模型,然后剔除其 BMAL1 基因,并将该模型与光、温度及其它引发 24 小时活动的外部因素隔离。再来,他们分析观察该模型的细胞的转录体、蛋白质体和磷酸化蛋白质体的表现,发现约 30 种特定基因和蛋白质表现似乎在缺乏 BMAL1 基因的情况下都能正常发挥作用,组织也显示正常的生理时钟,并且持续 2 ~ 3 天。

该研究团队主责 Akhilesh B. Reddy 教授对此提到,BMAL1 基因就如同管弦乐团的指挥家,其他基因为该团不同乐器的演奏家。有指挥家的指挥,会让乐团的表演更井然有序。然而,就算缺少指挥,其他演奏家能可以继续演奏。因此,缺乏 BMAL1 基因,生物体的组织和细胞仍然会有自然的生理时钟,以维持生命所需。

再来,他们进一步研究发现,生物体透过转录和非转录等二种路径来调控其生理时钟震荡。前者是借由招募 ETS 家族的转录因子为基础;后者是借由共同选择氧化还原震荡为基础。

尽管该研究结果显示,人类对于生理时钟的分子机制还不完整,但他们仍规划进一步研究。另外,他们也很高兴正走在解密控制生物体内部生理时钟的过程中。

延伸阅读:调控生理时钟和自体免疫的双刀流 BMAL1

参考资料:
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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