治疗睡眠障碍十分重要,因为时差反应以及其他健康问题与昼夜节律紧密相关,一项最新研究可能为治疗睡眠障碍提供新的方法,该研究的研究人员来自Dartmouth's Geisel School of Medicine ,他们发现了一个决定生理时钟周期的因素。该研究的相关文章发表在1月29日出版的 Science 杂志上。
无论是对真菌还是人类来说,生理时钟能够影响几乎生物体生活的各个方面。昼夜节律的核心,从分子层面来讲是由关键蛋白质组成的,在生物振荡器存在的条件下,生理时钟周期的寿命约24小时。多年前的假设:因为生理时钟的周期与的蛋白质生命周期长度基本相符,所以蛋白质的稳定性决定了生理时钟的周期长度。但实际并非如此。
为什么时钟蛋白质的转变发生在24小时内呢?一切取决于该蛋白质本身的特性。蛋白质会进行调整和进一步的修改,即磷酸化,磷酸化改变了蛋白质结构和活性,最终引起蛋白质老化和转变。从本质上讲,体内的时钟蛋白质磷酸化随时都在缓慢进行,直到他们变得不稳定或消失为止,这种合成和破坏的循环在体内时刻进行着。
检测了引起常用生物模型的生理时钟周期变化的决定性因素,即个体时钟蛋白质磷酸态与稳定态的循环,Dartmouth的研究人员已经发现了生理时钟周期的决定性因素。
“我们都曾设想过,重要的时钟蛋白质降解时会导致生理周期的结束,”首席研究员Jay Dunlap博士说,他是遗传学和生物化学教授,也是遗传学部的主任,“生理时钟周期长度,在很大程度上取决于稳定这些蛋白质的措施。”
该研究是由 Dunlap 的研究团队,在美国国家医学科学研究所的支持和帮助下,与智利天主教大学的 Luis Larrondo 实验室的合作完成的,研究发现,在振荡器的负反馈作用的调节下,磷酸化本身就可以改变蛋白质的功效,最终引起时钟蛋白质在反馈作用中的失效。虽然蛋白质最终会被降解,但蛋白质具有在稳定状态下结构不发生变化的特性,这种特性可能是决定时钟速度的关键因素。
“令人惊讶的是,我们发现,稳定状态不是决定生理时钟长短的关键因素,” Dunlap说。“一旦磷酸化超过某个点后,无论时钟蛋白质是否已经退化,都将变得没有意义,因为在这一点上,对时钟的作用机制是无形的。”
“生理时钟影响我们日常生活的很多方面,其影响程度已经远远超出了我们的想象,”Dunlap说,“该研究旨在探究:如何操纵时钟来改善自身的健康状况。”
蛋白质磷酸化和生理时钟相关,治疗生理时钟失调就有新方法了。
最近的生理时钟完全被低效率打破,已经熬出了黑眼圈,该轻松一下了,让身体自由修复我的健康,你快回来!
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