生物钟也有“起搏器”

是什么让生物钟滴答作响？近日，加拿大密西沙加大学(UTM)的一项新研究给出了令人惊讶的答案——一个通常与干细胞和癌细胞相关的基因。

在昼夜节律生物学领域的首个此类研究中，UTM的研究人员利用RNA测序技术观察了视交叉上核（SCN：哺乳动物大脑下丘脑区域中控制生物钟的一个微小区域）内的基因表达情况。他们的发现精确定位了一种基因，这种基因似乎控制着生物钟，并充当着中枢生理节律起搏器的“主控”。“我们的研究集中在对生物钟如何自我组织的基本理解上，”论文的主要作者兼博士生Arthur Cheng说。他指出，倒班、时差和跨时区旅行等事件可能会打乱人类的昼夜节律。“这会对健康产生负面影响。昼夜节律紊乱被认为与疲劳、癌症、心脏病和中风等健康问题有关。”

以前，研究人员研究的是在SCN中发现的基因period d2，他们惊奇地发现，另一种被称为SOX2的基因也存在于同一区域中。“我们注意到，Period2总是会在表达SOX2的相同细胞中表达。”生物学系副教授Hai-Ying Mary Cheng说,“这很有趣，因为SOX2通常在干细胞和癌细胞中表达，一般不会大量出现在健康成年人的大脑或神经元中。我们想知道它是否有一种以前人们没想到过的功能。”

利用缺失SOX2基因的小鼠模型，研究人员在受控环境条件下观察了啮齿类动物的行为。“晚上熄灯后，一只生物钟正常的老鼠会开始在转轮上跑动。当灯亮时，它们会停下来睡觉。”Arthur Cheng说，“但当我们把SOX2基因敲除后，老鼠似乎不知道自己在做什么。”“这就像他们的生物钟坏了或摇摇欲坠，”Hai-Ying Mary Cheng补充道，“它报时不准。”缺失SOX2基因的小鼠也表现出较弱的跑步活动和不规则的睡眠模式。“这就好像它们在长期倒时差一样。”Arthur Cheng说，他注意到老鼠也很难适应新的作息时间。他说:“即使是轻微的光线暴露也会使它们失去昼夜节律。”“当敲除SOX2基因时，我们观察到SCN中不同基因网络发生了巨大的变化。”Hai-Ying Mary Cheng说。

原创编译：Max 审稿：阿淼 责编：张梦