网易首页 > 新闻中心 > 探索新闻 > 正文

科学家发现基因可能普遍存在“生理周期”

0
分享至
核心提示:美国科学家发现,身体各个器官的数千个基因,每天的起伏变化也都是可预测的,它们的活动周期则受多种复杂方式的控制。

科技日报9月11日报道 人体活动有着24小时的节律周期。以前认为,只有少数基因和蛋白质是周期性地打开、关闭,但据物理学家组织网近日报道,美国科学家发现,身体各个器官的数千个基因,每天的起伏变化也都是可预测的,它们的活动周期则受多种复杂方式的控制。相关论文已发表在《科学》杂志网站上。

了解基因在一天中如何周期性地开关,是掌握许多生理功能的关键,包括睡眠和新陈代谢。霍华德·休斯医学院研究人员、得克萨斯大学西北医学中心的约瑟夫·塔卡哈斯在上世纪90年代发现了节律基因及其蛋白质产物,他和其他研究人员确定了该基因为CLOCK,并发现其他两种蛋白BMAL1和NPAS2,能在白天与基因结合激活它们,另外4个节律调控因子是PER1、PER2、CRY1和CRY2,能在夜晚抑制基因。

新研究旨在全面理解激活因子和抑制因子是怎样协调配合,共同维持身体24小时生理节奏的。

新研究的核心发现是,RNA聚合酶(有了这种酶基因才能转录合成蛋白质)的功能随着生理节律而变化。塔卡哈斯说:“RNA聚合酶Ⅱ的发动是整个基因组周期节律的开始。随着整体RNA聚合酶Ⅱ和转录的调控,全体染色质的状态都受节律生物钟的调控。组蛋白也随着整个基因组的节律被广泛修改,而组蛋白是维持DNA完整性的关键。这表明每个基因都可能按照生理节律的周期被修改。”

此外,他们还做出了许多重要发现。首先是节律调控因子能在许多基因组位点和标靶基因结合。他们研究了小鼠肝脏细胞的基因组,发现超过2万个位点能与1个或多个调控因子结合;其中超过1千个位点能与所有7种调控因子结合,还有许多位点只能与激活或抑制因子二者之一结合。塔卡哈斯说:“我们以前还以为,它们都只与同一位点结合。”

其次,他们研究了肝细胞所有基因每天的表达方式,发现在转录过程中,基因表达并非都控制在转录层次。他们还发现,在一天中RNA聚合酶Ⅱ与基因的结合比基因转录更早发生。周期开始时,转录激活因子CLOCK和BMAL1招来了RNA聚合酶Ⅱ,但被随后出现的抑制因子CRY1给抑制了。结果RNA聚合酶不得不“暂停”几个小时,暂停解除后才开始转录。所以,生理节奏不仅与RNA聚合酶有关,还和“暂停”状态的解除有关。

“这些节律基因的标靶,最高类别的就是新陈代谢路径,所以说生物钟秘密地控制着每天的新陈代谢。这些发现为研究短期转录动力学、生理周期、聚合酶和一般转录提供了新途径。”塔卡哈斯说,下一步是研究RNA聚合酶在一天的节律中是怎样受控的,是什么原因让聚合酶对某些基因在一天里的特定时间暂停,以及其他RNA分子在转录之后是如何被调控的。(来源:科技日报)

相关推荐
热点推荐

布林肯指责中国疫情应对,评论区翻车

环球网资讯
2021-04-12 13:23:26

深漂9年买房后:妈妈患病开颅、老婆在家待产,自己被公司辞退

人生红绿灯
2021-04-12 17:35:59

佛山一高速岔道近62万人被罚1.2亿元,涉事公路原为免费,改造后设51个收费站,网友称“监控为收费后新增”

记录之路
2021-04-13 04:20:22

【紫牛头条】把厌学儿送工地搬砖的爸爸:不想做网红,只想做负责任的父亲

紫牛新闻
2021-04-12 19:34:14

梁山上绝不可交的四个小人,现实即存在,身边若有请保持距离

贡子曰
2021-04-08 20:39:27

妈妈倒立练瑜伽,孩子走过来就咬住不放,网友:这个举动太可爱了

小可爱妈妈
2021-04-11 09:33:31

向鸿鹄、余武、王建红,湖南3名住建系统干部被查!

厉害了湖南
2021-04-13 05:26:57

取消中考、将中小学缩短至十年制?教育部正式回应!家长:支持

娱乐魔法盒
2021-04-11 19:06:55

QQ这个功能将关闭,再见了!

手机总部
2021-04-12 17:54:41

百年前清朝人的真实样貌,法国摄影家拍下的罕见彩照,差距太大了

一度历史观1
2021-04-11 12:37:08

男子接连梦见去世父亲欠债,隔天去还债,债主却给他三百万

百晓失东南
2021-04-12 14:29:01

分手1年后,管泽元余霜同时发微博明示复合!每天同睡同起引热议

实锤社
2021-04-12 13:46:21

澳门将提前给每名永久居民发放1万澳门元,长者学生最早收钱

澎湃新闻
2021-04-12 10:35:03

公务员出成绩了!考生:申论压分了,我行测82分沦为打酱油

生活鲜事一锅烩
2021-04-12 21:40:34

不进口日本海鲜?日本专家:一点不慌,最终还是中国人买单

见证历史瞬间
2021-04-12 20:17:35

柳岩还真是挺会穿的,“透肉装”看着真妩媚,这身材难怪能秀出来

Ainee小屋
2021-04-12 18:05:36

“秦始皇还活着,只是走不出地宫”,霍金死前说这句话,是真是假

科学放大镜
2021-04-13 05:12:16

大张伟模仿窦唯,事后发长文致敬

没有差旅费
2021-04-10 16:50:52

这才是比亚迪和特斯拉的真正差距,大部分人都被蒙骗

淘车情报资讯
2021-04-12 23:20:52

都支持乌克兰?4月12日,美德法土齐施压俄罗斯,普京态度变了

军情十一处
2021-04-12 15:19:10
2021-04-13 09:17:08

头条要闻

惊心动魄!摩萨德突然对伊朗秘密出手 威力可见一斑

头条要闻

惊心动魄!摩萨德突然对伊朗秘密出手 威力可见一斑

体育要闻

申诉成功!俞长栋王少杰技犯被撤销

娱乐要闻

景甜穿深V纱裙秀事业线 脸部略僵硬

财经要闻

科技要闻

阿里巴巴:蚂蚁集团将整体申设金融控股公司

汽车要闻

奥迪电动旗舰亮相 e-tron GT综合续航488公里

态度原创

房产
旅游
教育
家居
公开课

房产要闻

这些国家房价创新高!有人为买房辞去年薪34万工作

旅游要闻

广西有多少条最美公路?答案是每一条

教育要闻

系列丛书被指盗图,编者称因图片作者是网民,来联系会付稿酬

家居要闻

港男月入过万只能带妻儿住7平蜗居 在洗衣机上做饭

公开课

冯唐:混得再差别碰这2件事,会越来越没前途

×