日发现藻类生物钟基因

日本名古屋大学研究人员最近在藻类体内发现了6个生物钟基因，这项成果可能有助于科学家研究生物钟的进化。     

生物节律与生物钟 上

一、生物定时与生物周期现象大约60多年前,有位习惯在阳台上用早餐的学者,一天偶然看到有蜜蜂飞上阳台,叮在早餐的甜食上。在此后的几天里,他留心观察,发现蜜蜂几乎每天都在同一时间里飞来。接着他做了一个实验,从第五天起餐桌上不再放有甜食,结果连续两天蜜蜂仍每天按时飞来。这说明蜜蜂并不是无意间因餐桌上甜食的招引才飞来的。这种现象被称为生物定时(Biochroni-ze)。     

生物钟基因与脂质代谢紊乱

生物钟是生物适应环境节律变化形成的特殊生理机制,具有一定的节律性。生物钟基因被证实参与调节多种生物生理活动,如生物的各种代谢活动、细胞的凋亡与坏死、肿瘤的发生与发展和炎症反应等。其中,脂质代谢作为一项重要的代谢活动,其紊乱可能诱发高血脂症、动脉粥样硬化等疾病。脂质代谢的调节受生物钟相关基因的调节。本文就有关生物钟的生理机制及生物钟基因参与脂质代谢调节的研究进行综述。     

哺乳动物生物钟与肠道菌群关系的研究进展

为适应昼夜交替所带来的外界环境的变化,大多数生物的生理活动会表现出以24 h为周期的节律性变化,这种现象称为生物节律(又称生物钟)。生物钟紊乱会增加相关代谢性疾病的风险,这些疾病的发展与肠道菌群失调密切相关。肠道菌群即为人体胃肠道内寄生的一定数量和种类的微生物群落。正常情况下,肠道菌群处于平衡状态;但当宿主生物节律受到外界环境干扰时,其肠道菌群稳态也会发生失衡。越来越多的研究显示,肠道菌群的紊乱导致了代谢性疾病的发生。现对生物钟、肠道菌群以及代谢性疾病的关系进行论述,从而为治疗代谢性疾病提供新的策略。     

植物次生代谢产物对哺乳动物生物钟的调节作用

生物钟是生物适应地球自转而形成的内在节律,哺乳动物体内生物钟与内分泌、代谢调控以及疾病均有着紧密联系。随着人类生活和工作模式的改变,生物钟紊乱已经逐渐影响到机体健康。研究发现,饮食在为机体提供物质能量的同时,也是调节生物钟的重要途径之一,并且不同物质的摄入对生物钟的调控也存在差异。现就几种植物次生代谢产物,如白藜芦醇、茶多酚和咖啡因等对生物钟调节的研究进展进行综述。     

文心兰COL基因的分离及其表达分析

CONSTANS(CO)及CONSTANS-like(COL)基因在光周期调控植物开花中起到重要的作用。该研究以文心兰(Oncidium)品种‘金辉’为材料,分离了CO同源基因OnCOL2及另外2个COL基因(OnCOL8和OnCOL9),它们分别编码326、411和291个氨基酸;生物信息分析预测它们均定位于细胞核;OnCOL2、OnCOL8有2个锌指B-box结构域和1个CCT结构域,而OnCOL9缺少B-box结构域。多序列比对及进化树分析结果表明,所有COL蛋白可划分为3组,OnCOL2与OnCOL8、OnCOL9分到了2个不同组中。OnCOL2与建兰(Cymbidium ensifolium)CeCOL(90.77%)高度相似;OnCOL8与OnCOL9在进化关系上更为接近,分别与拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtCOL9和AtCOL10关系最近,它们在B-box和CCT结构域都极为保守。表达分析结果表明OnCOL2、OnCOL8与OnCOL9分别在花、根和假鳞茎中表达量最高,在叶片中的表达呈周期性变化趋势,且在长、短日照条件下表达的峰值及时间均存在差异,在花芽分化时期的叶片中表达量均显著上调。研究表明,OnCOL2、OnCOL8与OnCOL9基因均受到生物钟和日长调节,在光周期途径中,可能通过上调它们的表达以促进文心兰花芽的形成。该研究结果为进一步研究基因功能及光周期调控文心兰开花机制奠定了基础。     

生物钟基因PER2在结直肠癌中的表达及意义

目的:探讨PER2基因表达水平和结直肠癌发生发展的关系。方法:收集203例在上海市第一人民医院接受根治性肠切除术结直肠癌患者的标本,通过实时定量PCR和免疫组织化学技术检测PER2在肿瘤组织和邻近正常组织中的表达水平,并对PER2的表达与患者的病理资料和临床预后的相关性进行统计学分析。结果:PER2在结直肠患者肿瘤组织的表达较正常组织减少(P0.001)。与PER2阳性患者相比,PER2阴性的结直肠癌患者有远处转移(P=0.026)、AJCC分期为IV期(P=0.011)的比例更高。结论:PER2基因在结直肠癌患者中存在低表达现象,其对于患者的AJCC分期评价以及了解患者有无远处转移有一定的参考价值。     

KaiA调控蓝藻生物钟的分子机制研究进展

蓝藻生物钟系统主要包括输入途径、核心振荡器和输出途径3部分,核心振荡器主要由时钟蛋白KaiA、KaiB、KaiC构成。3种蛋白之间的相互作用产生节律信号及调控输入、输出信号进而维持生物振荡的精确与稳定。文中围绕蓝藻生物钟核心振荡器及核心振荡器组成蛋白的结构、功能与相互作用特点,结合本实验室近期取得的研究成果,针对时钟蛋白KaiA调节KaiC的酶活性、介导核心振荡器的时相重置、与CikA竞争KaiB的结合位点等方面近年来的研究进展进行了综述。     

松果体昼夜节律生物钟分子机制的研究进展

在各种非哺乳类脊椎动物中 ,松果体起着中枢昼夜节律振荡器的作用。近来 ,在鸟类松果体中相继发现了几种钟基因 ,如Per、Cry、Clock和Bmal等 ,其表达的时间变化规律与哺乳类视交叉上核 (SCN)的非常相似。钟的振荡由其自身调控反馈环路的转录和翻译组成 ,鸟类松果体和哺乳类SCN似乎具有共同的钟振荡基本分子构架 ;若干钟基因产物作为正向或负向调节子影响钟的振荡 ;昼夜性的控时机制同时也需要翻译后事件的参与。这些过程对钟振荡器的稳定性和 /或钟导引的光输入通路有着重要的调控作用     

生物钟体系中色噪音诱导的日夜节律振荡和内信号随机共振

利用脉孢菌生物钟体系,研究了色噪音对其进行诱导所产生的日夜节律振荡信号及其内信号随机共振的行为．结果表明,色噪音的相关时间对该体系内信号随机共振的强弱起较大的影响作用．当无外信号存在时,色噪音的相关时间对体系内信号随机共振强度起抑制的作用,且随相关时间的增大,抑制作用增强．当外信号加到体系中时,由于相关时间和外信号的协同作用,相关时间不仅对其内信号随机共振强度起抑制的作用,而且还影响内信号随机共振峰的数目,即随相关时间的增大,可使单峰随机共振变为随机双共振．存在最佳的外信号频率使体系的内信号随机共振强度得到最大的增强,而其他频率的外信号却起抑制作用．色内噪音和色外噪音相比,前者对该体系进行诱导所得的内信号随机共振强度比后者的更强,而且体系对前者更敏感．另外,存在极限的噪音强度使白噪音和色噪音对该体系内信号随机共振的影响差异得以消失．所得结果可为治疗生物钟紊乱综合症提供理论依据,同时可更好地理解其他节奏机理,如心脏搏动节奏、呼吸节奏以及荷尔蒙水平的波动节奏等．