時間就是一切。關(guān)于生物鐘調(diào)節(jié)系統(tǒng)的相關(guān)問題，我們找到了一個新的例子來支持這句老話。
對晝夜節(jié)律的研究表明，時間對人體健康非常重要，晝夜節(jié)律是我們內(nèi)在的24小時模式，影響睡眠、覺醒和代謝周期。當(dāng)我們的活動和內(nèi)部晝夜節(jié)律與自然晝夜周期不匹配時——例如，在輪班不規(guī)律、時差和不良睡眠-覺醒習(xí)慣的情況下——我們會增加因煙霧和重要生物過程而患病的風(fēng)險。然而，這些機(jī)制背后的遺傳學(xué)還沒有很好地建立起來。
現(xiàn)在，加州大學(xué)圣地亞哥分校的科學(xué)家正在研究被稱為藍(lán)細(xì)菌或“藍(lán)綠藻”的光合細(xì)菌。這些生物已經(jīng)確定了由晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)的行為的根本原因。
該研究成果由生物科學(xué)副研究員阿爾諾塔頓(Arnaud Taton)和資深作家詹姆斯和蘇珊戈?duì)柕?James和Susan Golden)領(lǐng)導(dǎo)，發(fā)表于《自然通訊》。
加州大學(xué)圣地亞哥分校生物晝夜節(jié)律生物學(xué)中心主任、這篇論文的資深作者蘇珊金教授說：“我認(rèn)為這篇論文證明了內(nèi)部生物時間與環(huán)境時間相匹配的重要性?！薄霸谠S多人類疾病中，人與周圍環(huán)境的關(guān)系并不好。這可能是習(xí)慣造成的，比如晚上光線太多，白天不習(xí)慣吃飯，睡眠不規(guī)律。在藍(lán)藻中，這種疾病非常嚴(yán)重。生物時間和外部環(huán)境時間有很大的區(qū)別。”
科學(xué)家知道，當(dāng)尋找新基因時，細(xì)菌會從環(huán)境中吸收DNA。這樣的過程可以保證遺傳變異的原料存在，這就是物種進(jìn)化的方式。然而，只有少數(shù)生物知道這個令人費(fèi)解的過程的細(xì)節(jié)。攝取DNA的能力通常受到嚴(yán)格的監(jiān)管，這向科學(xué)家暗示，過量攝取外來基因?qū)ι矬w有害。
在這項(xiàng)新的研究中，研究人員確定了長腳向斜藍(lán)細(xì)菌吸收DNA的機(jī)制，發(fā)現(xiàn)其細(xì)胞的內(nèi)部生物鐘阻止了白天吸收DNA，并在半夜增強(qiáng)了這一過程。他們預(yù)測，黑暗誘導(dǎo)的時鐘介導(dǎo)的基因表達(dá)對于在某些黃昏時從環(huán)境中吸收脫氧核糖核酸非常重要。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細(xì)胞內(nèi)部的時鐘告訴他們已經(jīng)是黃昏的時候，黑暗出現(xiàn)了，對DNA的吸收和吸收急劇增加。相反，當(dāng)時間與內(nèi)部時鐘時間不匹配時，黑暗不能促進(jìn)DNA的吸收和摻入。
至于為什么早期的DNA吸收不被鼓勵，但后期會增加，科學(xué)家們還不確定。他們正在測試各種假設(shè)，例如，當(dāng)病毒變得更流行時(在某些情況下，是白天)，避免攝入潛在危險的脫氧核糖核酸是否有幫助。
研究人員說：“這項(xiàng)研究提供了一個驚人的例子，表明保持內(nèi)部生物鐘與外部環(huán)境一致可以使這一過程在一天中的正確時間發(fā)生?！?
完整的作者名單包括阿諾塔頓、克里斯蒂安埃里克森、楊以玲、本杰明魯賓(細(xì)胞與分子遺傳學(xué)培訓(xùn)資助的前研究生)、斯科特里夫金、詹姆斯戈?duì)柕呛吞K珊戈?duì)柕恰?
研究經(jīng)費(fèi)由國家普通醫(yī)學(xué)科學(xué)研究所(R35GM118290和R01GM118815)和國家衛(wèi)生研究院國家科學(xué)基金會(IOS-1754894)提供。
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