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科学家称发现基因如何控制人体生物钟

基因如何控制人体节律(Fotolia)

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【大纪元2014年09月16日讯】(大纪元记者沙莉编译报导)“日出而作,日入而息”“昼伏夜出”这些词汇是用来形容人类和动物的生活规律的,这种规律又是由生物体内的生物钟所控制的。现在美国科学家称发现了基因是如何控制人体生物钟的工作原理,这一发现不仅可以帮人顺应时差,而且对开发抗癌药物有重大意义。

研究人员发现,两种基因period(周期)和Cryptochrome(隐花色素)控制着生物钟,使人体细胞在各个季节及一天24小时内保持着适当的时间节奏。

在人类细胞中,有四种基因——隐花色素、周期、时钟(CLOCK)和BMAL1共同协作来控制人体​​生理的周期性变化,如血压、体温和休息及睡眠周期,这就是所谓的生物钟,使人体保持在适当的生理节奏。

当人体快进或快退生物钟时(比如飞过7个时区),人体的生物钟可并不配合,因为基因和蛋白质需要时间来调整自己。时差就是细胞对新的白天起点作出“重新安排”产生的感觉。

科学家发现,基因CLOCK和BMAL1协同工作来启动生物钟,这些基因结合许多其他的基因,使细胞在每天开始时表现出人体需要它们所处的状态。

具体来说,基因CLOCK和BMAL1结合周期和隐花色素基因,并表达到蛋白质,若干修改后,再抑制CLOCK和BMAL1的活性。然后,周期和隐花色素基因蛋白被降解,使得生物钟重新开始一个新的周期。

论文作者北卡罗来纳州大学桑贾尔(Aziz Sancar)博士说,“这就是为什么我们可以看到基因活性在一天中上升再下来。这四种蛋白质参与每天产生节律,但不知道它们做了什么。现在我们知道时钟是如何在所有细胞中重新设置的。”“无论是用于治疗时差或季节性情感障碍,或用于控制和优化癌症治疗方法,我们必须知道生物钟如何工作。”

2010年,桑贾尔研究小组发现,XPA酶的水平升高和下降与一天内生物钟的自然振荡同步。桑贾尔的研究小组提出,当XPA酶处于最低水平时化疗最有效。对于人类来说,这是傍晚时间。桑贾尔说,“这意味着,DNA修复是由生物钟控制的”。“这也意味着,在癌细胞中的生物钟可以成为抗癌药物的靶子,以使其它治疗更有效”。

这一发现可能意味着更有效的治疗时差和睡眠障碍,以及对癌症和糖尿病药物、代谢综合症、失眠、季节性情感障碍、肥胖症药物的开发有重大影响。

责任编辑:方涵

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2014-09-17 8:48 AM
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