一个国际科学家团队发现了,什么可以作为我们机体内部生物钟的分子重置按钮。他们的这个发现,揭示了一个潜在的治疗一系列疾病的靶点,例如,常常与时差,倒班和夜间光照有关的疾病,如从睡眠紊乱到行为,认知和代谢失常,还有神经精神疾病,如抑郁症和自闭症。
由蒙特利尔McGill 和Concordia 大学的研究人员们发表在4月27日Nature Neuroscience上的一篇文章报道,当磷酸在大脑中和一个关键的蛋白相结合,人体的生物钟就会被重置。这个过程,即已知的磷酸化,是由光线所促发的。事实上,光线刺激了一种名为期蛋白的特殊蛋白合成,这种蛋白在生物钟重置钟起到了关键的作用,从而,将生物钟节律和日常周期环境同步化。
对昼夜节律的阐释
"这项研究第一次发现了一种机制,可以用来解释光线如何在大脑中调节蛋白合成,接下来如何影响生物钟的功能," McGill大学生化系教授,文章的通讯作者Nahum Sonenberg说。
为了研究大脑生物钟的机制,研究人员们突变了实验室老鼠大脑中的eIF4E蛋白,从而这种蛋白就不能被磷酸化了。因为所有的哺乳动物大脑生物钟是相似的,所以老鼠实验可以使我们从中想到,在人类,如果这个蛋白的功能被阻断掉,将会发生些什么。
逆时钟奔跑
饲养老鼠的笼子里安装了跑步轮。通过记录和分析动物的跑步活性,科学家们可以研究这些突变老鼠的生物钟。
结果是:突变老鼠的生物钟不能像正常老鼠一样,随着光线的重置而有所反应。突变老鼠不能将它们体内的生物钟,和一系列的光线/黑暗周期变化同步。例如,10.5小时的光线,随后是10.5小时的黑暗,代替了实验室老鼠通常暴露于的12小时的周期循环。
"尽管我们不能预测一个这些研究进入临床使用的时间表,但是我们的研究为生物钟功能的操作开了一扇窗,"这篇文章的第一作者,Sonenberg博士研究组的博后Ruifeng Cao说。
Concordia大学心理系教授,文章的共同作者Shimon Amir博士说,这项研究为靶向问题的源头,开辟了一条路径。"打乱生物钟有时是不可避免的,但是这可以引起严重的结果。这项研究是真正关于生物钟的重要性和我们的总体幸福感的。我们已经向重置我们的生物钟,改进成千上万人的健康为目标,迈出了重要的一步。
美国加州大学旧金山分校科学家发现,大脑衰老背后隐藏着一种名为FTL1的关键蛋白。实验显示,过量FTL1蛋白会导致小鼠记忆力衰退、大脑神经连接减弱以及细胞反应迟钝。一旦阻断这种蛋白,老年小鼠就能恢复年轻......
中国科学院上海药物研究所研究员罗成、周兵、陈奕和华东师范大学研究员陈示洁合作,提出“强支点占据-杠杆干扰”(FOLP)的蛋白-蛋白相互作用(PPI)先导化合物设计策略,为PPI领域研究提供新的概念和方......
水稻作为最重要的粮食作物,为超过半数的世界人口提供主食。然而,水稻黑条矮缩病毒(SRBSDV)等病毒严重危害水稻生长,威胁粮食生产安全,解析病毒—水稻互作的分子机制对水稻病毒病的防控具有重要意义。近日......
记者从安徽农业大学获悉,该校王晓波教授团队联合中国农业科学院作物科学研究所邱丽娟、李英慧研究员团队,解析了关键基因对大豆种子油脂和蛋白比例(油蛋比)的调控机制,为高油或高蛋白大豆品种选育提供了新方向。......
中国科学院院士施一公团队解析了BAX线状/环状聚合物所共享的基本重复单元结构,解答了“死神”BAX究竟是如何让细胞走上死亡命运的不归路。6月27日,相关研究成果发表在《科学》。BAX多边形结构。课题组......
澳大利亚沃尔特和伊丽莎霍尔医学研究所团队在对抗帕金森病的斗争中取得重大突破:他们成功解开了一个长达数十年的谜团,确定了人类PINK1蛋白与线粒体结合的具体结构,为开发治疗帕金森病的新药开辟了新道路。这......
暨南大学生命科学技术学院教授邹奕团队在广东省重点研发项目、广东省自然科学基金等项目的资助下,研究发现转甲状腺激素蛋白或成术后认知功能障碍诊断新标志物,有望助力早期干预。近日,相关成果发表于《分子精神病......
过去几年里,单细胞蛋白质组学技术取得了长足发展,单细胞蛋白质组学逐渐走向成熟,后续有望广泛应用于肿瘤异质性分析、免疫学研究、发育生物学、神经科学以及精准医学等领域。然而,从技术发展成熟到实际场景应用分......
2月23日,记者从海南医科大学获悉,该校热带医学院杨国静教授团队近日在国际医学期刊《英国医学杂志》在线发表论文《中国被忽视热带病负担估计的差异:真实世界数据与GBD2021的比较研究(2004—202......
记者20日从西湖大学获悉,该校未来产业研究中心、生命科学学院、西湖实验室卢培龙课题组首次实现跨膜荧光激活蛋白的从头设计,这也是首个通过人工设计得到的、能够精确结合特定小分子的跨膜蛋白。相关研究成果当天......